induStriE 4 - Fraunhofer IGD€¦ · Visual Computing in der industrie 4.0 Keine Frage, der Erhalt...

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FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR GRAPHISCHE DATENVERARBEITUNG IGD INDUSTRIE 4.0 ALS SCHLÜSSEL FÜR DIE FABRIK DER ZUKUNFT FRAUNHOFER AUF DEM WEG ZU UNENTDECKTEN UFERN SCHAUKELNDES SCHIFF STATT MASSIVES LABOR FÜR DIE ANGEWANDTE FORSCHUNG WOHNEN IN DER ZUKUNFT EIN EINBLICK MIT DR. ANDREAS BRAUN VISUAL COMPUTING IN DER KLINIK DIE BILDBASIERTE AUFBEREITUNG EXISTENZIELLER GESUNDHEITSDATEN ENTLASTET KLINIKÄRZTE

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F r a u n h o F E r - i n s t i t u t F ü r

g r a P h i s C h E d at E n V E r a r b E i t u n g i g d

induStriE 4.0als sChlüssel für die fabrik der Zukunft

fraunhofEr auf dEm wEg zu unEntdEcktEn ufErnsChaukelndes sChiff statt massiVes labor

für die angeWandte forsChung

wohnEn in dEr zukunftein einbliCk mit dr. andreas braun

ViSual computing in dEr klinikdie bildbasierte aufbereitung eXistenZieller

gesundheitsdaten entlastet klinikÄrZte

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Liebe Partner und Freunde,

erinnern Sie sich, wo Sie am 10. Juli 1989 waren, was Sie damals

erlebt und unternommen haben? Nein? Da dürften Sie in guter

Gesellschaft sein. Kaum jemandem wird dieser Tag noch genau

im Gedächtnis sein. Anders dagegen sieht es beim 9. November

des gleichen Jahres aus, obwohl der Tag ähnlich lange zurückliegt.

Was an diesem Tag geschah, prägte das Weltgeschehen und

besonders das ganz persönliche Schicksal von über 16 Millionen

DDR-Bürgern. Zwei Staaten fanden wieder zueinander, die stark

voneinander getrennt gewesen waren und die doch zusammen-

gehörten.

Der 9. November 1989 prägte auch das Fraunhofer IGD. Schließ-

lich legte der Tag den Grundstein für die heutige Struktur des

Instituts. Nach dem Mauerfall und dem Zusammenbruch der DDR

war die Zukunft der Forschungsgruppe Digitalgraphik am Rosto-

cker Fachbereich Informatik ungewiss. Das Fraunhofer IGD nahm

die Gruppe daher als Rostocker Institutsteil in seine Reihen auf.

Seitdem arbeiten Darmstädter und Rostocker Mitarbeiter Hand

in Hand. Unter dem Motto »Grenzenlos gemeinsam forschen«

feierten wir am 17. Juni 2015 daher unsere ganz persönliche

Vereinigung von Ost und West. Während des Festakts blickten

wir jedoch nicht nur zurück, vielmehr fragten wir: Wo steht das

Fraunhofer IGD heute? Und wir schauten nach vorn. In Zukunft

wird sich unsere Forschungseinrichtung vor allem in Richtung

Forschungsnetzwerke orientieren.

Kulturerbe bewahren

Wenn wir auf das heutige Weltgeschehen schauen, so prägen es

ebenfalls einschneidende Ereignisse – leider weniger schöne als

vielmehr schockierende Ereignisse, so etwa die Zerstörungswut

Editorial

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e d i t o r i a l

der Terrororganisation Islamischer Staat. Der IS will seine Macht

durch kulturverachtende Anschläge demonstrieren: Im Mai 2015

eroberten die Dschihadisten beispielsweise die antike Oasenstadt

Palmyra, plünderten mehrere Mausoleen, zerschmetterten Skulp-

turen und sprengten den etwa 2000 Jahre alten Baaltempel. Die

Bestürzung über die Zerstörung dieses UNESCO-Weltkulturerbes

greift weltweit um sich. Auch Plünderungen, Kriege und Natur-

katastrophen fordern ihren steten Tribut und dezimieren die Zahl

der Kunstgegenstände.

In gewisser Hinsicht müssen wir damit leben. Kriege und Natur-

katastrophen lassen sich schwerlich vollständig verhindern. Und

dennoch können wir etwas tun. So arbeiten wir am Fraunhofer

IGD daran, die Kunstgegenstände für die Nachwelt zu erhalten –

und das auch dann, wenn es nicht gelingen sollte, sie vor einer

Zerstörung zu bewahren. Wie das? Indem die Schätze, Muse-

umsgegenstände und kulturgeschichtlichen Stätten digitalisiert

werden. Auf diese Weise lassen sie sich jederzeit nutzen und

noch dazu parallel: Während Wissenschaftler einen digitalisierten

Tempel untersuchen, können zur selben Zeit Museumsbesucher

aus aller Welt virtuell durch das antike Bauwerk schlendern.

Visual Computing in der industrie 4.0

Keine Frage, der Erhalt von Kulturgut ist in der heutigen Zeit eine

Aufgabe, die aktueller leider nicht sein könnte. Das Potenzial

der Digitalisierung ist damit bei Weitem nicht ausgeschöpft.

Auch bei Unternehmern ist das Digitalisieren sehr gefragt, vor

allem im Kontext von Industrie 4.0. Die Produktion von morgen

sieht gänzlich anders aus als die heutige: Die Fertigungsanlagen

sind intelligent, sie können sich untereinander absprechen und

somit fl exibel reagieren. Die Produkte wiederum kennen ihren

Zustand und wissen, was ihnen zum fertigen Produkt noch fehlt.

Diese fl exible Fertigung kann allerdings nur dann funktionieren,

wenn die digitale und die reale Welt übereinstimmen, und zwar

jederzeit. Wir am Fraunhofer IGD haben für diese Kongruenz das

Wort cyber-physische Äquivalenz geprägt. Visual Computing ist

hier der Schlüssel – er öffnet sowohl die Tür zur cyberphysischen

Äquivalenz als auch die Pforte zur Industrie 4.0. Ebenso wie bei

der Digitalisierung selbst gilt auch bei den hier entwickelten Tech-

nologien: Sie reichen weit über die Industrieanwendungen hinaus.

So sehr die Technologie die Industrielandschaft auch verändern

mag, der Mensch steht in der Industrie der Zukunft weiterhin

im Mittelpunkt. Die 27. Konferenz der Academia Europaea

tagte vom 7. bis 10. September 2015 in Darmstadt und wurde

vom Fraunhofer IGD organisiert. Die Konferenz kreiste daher

um die Frage: Wie lassen sich Mensch und Technologie näher

zusammenbringen? Hochrangige Forscher verschiedener

Fachrichtungen warfen hier gemeinsam einen Blick über den

Tellerrand und ließen Darmstadt einmal mehr zum Zentrum der

Wissenschaft werden.

Welche innovativen Technologien unsere Forscher darüber hinaus

ersonnen haben, darüber informieren wie Sie im vorliegenden

Jahresbericht. Wir wünschen Ihnen eine spannende Lektüre.

Prof. Dr. Dieter W. Fellner Dr. Matthias Unbescheiden

01

Prof. Dr. Dieter W. Fellner (rechts), Leiter des Fraunhofer IGD, und sein Stellvertreter, Dr. Matthias Unbescheiden.

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02 i n h a lt

01 EditoriaL

04 industriE 4.0 – VisuaL ComPuting aLs sChLüssEL

Für diE FabriK dEr ZuKunFt

Das Reale virtualisieren, das Virtuelle realisieren – dies ermög-

lichen Visual-Computing-Technologien für die Industrie 4.0.

Die Mitarbeiter sehen auf einem Bildschirm virtuell, was die

Maschinen im selben Moment real machen – und auch das,

was sie in naher Zukunft tun werden.

09 »sEhEndE« tEChniK – hiLFrEiCh in industriE

und tourismus

Mitunter braucht die Technik »Augen« – etwa, wenn es darum

geht, die Realität zu erfassen und mit Zusatzinformationen anzu-

reichern. Im Wettbewerb »Tracking Challenge« des VW-Konzerns

maßen sich Ende 2015 Wissenschaftler verschiedener Einrichtungen

in dieser Kunst: Ganz vorn lagen die Forscher des Fraunhofer IGD.

10 FraunhoFEr auF dEm WEg Zu unEntdECKtEn uFErn

Die Forscher des Fraunhofer IGD sind es gewohnt vieles an

Computern und in ihren Laboren zu erarbeiten. Im Sommer

2015 machten sich einige von ihnen auf eine abenteuerliche

Forschungsreise ins Skagerrak.

13 QuEr durCh diE FarbPaLEttE

Die Farbgebung beim 3D-Druck war bislang ein heikles Thema.

Der Druckertreiber »Cuttlefish« beendet dieses Dilemma und

hat schlagartig Berühmtheit erlangt. Auch für andere »Farb«-

Themen bieten die Forscher am Fraunhofer IGD Lösungen.

14 WohnEn in dEr ZuKunFt

Die Forscher des Fraunhofer IGD wollen die Zukunft des

Wohnens aktiv mitgestalten. Wie sie Intelligenz in unsere vier

Wände bringen und was das uns bringen wird, erfahren wir im

Interview mit Dr. Andreas Braun.

18 KunstgEgEnständE am LauFEndEn band

digitaLisiErEn

Verborgen in Kellern und Lagerräumen beherbergen Museen

oft riesige Sammlungen von Kunstgegenständen. Eine digitale

Scanstraße erlaubt es nun, diese Unmengen von Schätzen zu di-

gitalisieren, und zwar vollautomatisch: Alle zehn Minuten kann

ein neues Objekt gescannt werden.

20 VisuaL ComPuting in dEr KLiniK

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte, heißt es. Doch im Klinikall-

tag lassen sich Bilder ihre Geheimnisse manchmal nur durch zähe

Analysen entlocken. Krankenhausärzte müssen viel Zeit opfern,

um Bilder der Computertomographie oder Magnetresonanzto-

mographie auszuwerten. Die passenden Werkzeuge, um dies zu

beschleunigen, bietet ihnen die Forschung des Fraunhofer IGD.

24 grEnZEnLos gEmEinsam ForsChEn

25 Jahre nach der Wiedervereinigung resümierte das Fraunhofer

IGD und fragte bei der Veranstaltung »Grenzenlos gemeinsam

forschen«, wie es um die gemeinsame Forschungsgeschichte der

Standorte Darmstadt und Rostock steht.

V i s u a l C o m p u t i n g a l s s C h l ü s s e l f ü r d i e f a b r i k d e r Z u k u n f t

Was kann Visual Computing in der industrie 4.0 leisten? Vieles, mei-nen die forscher des fraunhofer igd. die industrie der Zukunft wird Virtuelles und reales deutlich enger miteinander verknüpfen als bisher.

f r a u n h o f e r a u f d e m W e g Z u u n e n t d e C k t e n u f e r n

ein schaukelndes schiff statt ein massives labor? für drei forscher des fraunhofer igd war dieses sze-nario sieben tage lang realität: auf dem forschungsschiff »fs alkor« testeten sie ihr neuartiges umwelt-monitoring-system.

W o h n e n i n d e r Z u k u n f t

das Wohnumfeld verändert sich, da sind sich fachleute sicher. doch wo geht die reise hin? das Wohnen wird intelligent. einen einblick gibt dr. andreas braun im interview.

04 10 14

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03i n h a l t

27 soFtWarE FLExibEL ZusammEnsEtZEn

Stadtplaner brauchen künftig kein fest vorgefertigtes Software-

paket mehr zu kaufen, sondern können sich die Tools nach

ihren Wünschen und Anforderungen selbst zusammenstellen –

mithilfe des Baukastensystems GEOToolbox.

28 VisuaL ComPuting@darmstadt

Eines der besonderen Talente der Wissenschaftsstadt Darmstadt

ist das Visual Computing, denn schließlich ist in Darmstadt das

Fraunhofer IGD beheimatet. Darmstadt ist ebenso Heimat des

Fachgebiets »Graphische Interaktive Systeme« der Technischen

Universität, kurz GRIS, das in diesem Jahr 40 geworden ist.

30 mr. 3d-intErnEt

»Das klappt doch nie!« Solche Unkenrufe schallten Dr. Johannes

Behr en masse entgegen, als er sich 2000 seiner Vision ver-

schrieb: Er wollte interaktive dreidimensionale Darstellungen

ins Internet bringen. Seine Kunden fanden diese Idee abstrus –

schließlich wurde ihre Geduld schon beim Öffnen einer PDF-Da-

tei auf die Folter gespannt. Wie sollte das bitte erst bei großen

3D-Bildern werden?

32 naChWuChs – hErEinsPaZiErt!

Die Zeiten sind vorbei, in denen sich in den Hörsälen der Natur-

und Ingenieurwissenschaften die Studierenden eng aneinander-

drängten. Der Nachwuchs ist rar. Das Fraunhofer IGD will daher

junge Menschen früh für das Visual Computing begeistern.

34 horiZontE ErWEitErn – MESSEN UND VERANSTALTUNGEN

36 sPiELErisCh Zur inFormation

Bei frontal ausgerichteten Präsentationen mag mancher gelang-

weilt in seinen Stuhl zurücksinken. Vollkommen anders lassen

sich dagegen Inhalte aufnehmen, durch die sich Zuhörer aktiv

hindurchbewegen.

38 Vom nEtZWErKEn mit WissEnsaustausCh

Im September 2015 lag das Zentrum der europäischen Wis-

senschaft in Darmstadt: Hochrangige Forscher versammelten

sich auf der 27. jährlichen Konferenz der Academia Europaea –

organisiert von Professor Fellner, Leiter des Fraunhofer IGD und

des Lehrstuhls GRIS an der TU Darmstadt.

40 FraunhoFEr igd im ProFiL

44 FraunhoFEr igd VErnEtZt

46 FraunhoFEr-gEsELLsChaFt

48 KundEn und KooPErationsPartnEr

50 PubLiKationEn

52 sErViCE und ansPrEChPartnEr

56 ihr WEg Zu uns

57 imPrEssum

V i s u a l C o m p u t i n g i n d e r k l i n i k

röntgenstrahlen und Co. lassen Ärzte in den körper hineinschau-en. doch die bilder geben ihre geheimnisse oft nur widerwillig preis. Visual Computing kann die klinikärzte entlasten.

g r e n Z e n l o s g e m e i n s a m f o r s C h e n

nach der Wende war die Zukunft für viele mitarbeiter der gruppe digitalgraphik am fachbereich informatik der rostocker universität ungewiss. im 25. Jahr des wiedervereinigten deutschlands forschen darmstädter und rostocker Wissenschaftler hand in hand.

m r . 3 d - i n t e r n e t

dreidimensionale spiele, Cad-modelle neuer autos – ohne dr. Johannes behr wären 3d-inhalte im internet nicht das, was sie heute sind. das porträt eines dynamischen Visionärs der informatik.

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i n d u s t r i e 4 . 006

um die Fertigung zu flexibilisieren und die Anlagen intelligent

werden zu lassen, braucht man Computer Vision und 3D-Mo-

delle«, erläutert Professor André Stork, Leiter der Abteilung

»Interaktive Engineering Technologien« am Fraunhofer IGD. Ein

Beispiel ist die geometrische Erfassung von Bauteilen: Wurde das

Teil so gebaut wie gewünscht? Oder ist ein Fehler unterlaufen?

das reale virtualisieren, das Virtuelle realisieren

»Industrie 4.0 macht 3D-Modelle sehr viel bedeutsamer

– Industrie 4.0 wird unsere Forschung noch mal ganz neu be-

feuern«, ist sich der Forscher sicher. Warum? Die Industrie der

Zukunft wird Virtuelles und Reales deutlich enger miteinander

verknüpfen als bisher. So soll es etwa künftig möglich sein, von

jedem Arbeitsplatz aus mit jeder Maschine zu kommunizieren.

Die Mitarbeiter sehen auf einem Bildschirm virtuell, was die

Maschinen im selben Moment real machen – und auch das,

was sie in naher Zukunft tun werden. Momentan bietet der

Alltag noch ein anderes Bild: Falls überhaupt, vermisst der

Mensch mithilfe von Laserscannern reale Produktionsstätten

und überträgt die Daten dann manuell ins Digitale. Entweder

hinkt die virtuelle Darstellung in puncto Aktualität ständig

hinterher oder aber es sind überhaupt keine Daten verfügbar.

Ein großes Ziel der Industrie 4.0 lautet daher: Man möchte das

Reale virtualisieren und das Virtuelle realisieren, und zwar in

Echtzeit. Die digitale Repräsentanz soll also jederzeit mit dem

Realen übereinstimmen. Man spricht dabei auch von Digital

Twins. »Wir haben dafür jedoch den Begriff cyberphysikalische

Äquivalenz geprägt, kurz CPE. Der Begriff Digital Twins wird

nämlich auch für Avatare verwendet«, erklärt Stork.

Dieser Äquivalenz des Realen und Digitalen sind die Forscher

des Fraunhofer IGD bereits ein großes Stück nähergekommen.

Mit Tiefenkameras nehmen sie die Maschine oder die Halle

auf – 30 Mal pro Sekunde. »So können wir Bewegungen

einfangen und diese instantan, also mit sofortiger Auswirkung,

Was kann Visual Comput ing in der industr ie

4 .0 le i s ten? Vie les , meinen d ie forscher des

fraunhofer igd.

Die Zeiten sind vorbei, in denen viele Menschen – Einsamkeit

zelebrierend – alleine zu Hause vor dem Fernseher saßen.

Stattdessen scharen sie virtuell zahlreiche Freunde um sich, sei

es über soziale Netzwerke oder Nachrichtenportale. So weit,

so gut. Allerdings betrifft diese Entwicklung nicht nur uns,

nein, sie beschränkt sich nicht einmal auf Lebewesen. Vielmehr

sollen künftig auch Produktionsmaschinen miteinander und

mit Menschen »reden« – Geräte also, die bislang als eher

unkommunikativ galten und ohne Rücksicht auf ihre Umgebung

vor sich hin gearbeitet haben. Natürlich geht es bei den Produk-

tionsanlagen nicht darum, soziale Bindungen auszuleben und

möglichst viele Freunde um sich zu scharen. Vielmehr sollen sie

so effektiver arbeiten.

»Doch wozu das Ganze?«, mag sich manch einer fragen. Grün-

de für diese Industrie 4.0 genannte Entwicklung gibt es viele. Ein

Grund: Industrie 4.0 flexibilisiert die Fertigung und ermöglicht

somit individuelle Produkte, sprich perspektivisch eine Losgröße

eins. Kunden könnten ihr Produkt daheim am Computer ent-

werfen, die Daten an ein entsprechendes Unternehmen schicken

und das Gewünschte einige Zeit später per Paket erhalten. Bei

einfachen Produkten geht das heute schon so. Künftig soll es

auch für kompliziertere Dinge im Bereich des Möglichen liegen.

Das hängt allerdings davon ab, ob sich die Produktionsanlagen

untereinander absprechen – indem sie etwa klären, welche

Maschine welchen Arbeitsschritt wann übernimmt.

Was kann Visual Computing im Umfeld der Industrie 4.0 leisten?

»Die 3D-Visualisierung ist dabei eine der Basistechnologien, denn

ANSPRECHPARTNER BODO URBAN, ANDRE STORK,

JÖRN KOHLHAMMER, ALExANDER NOUAK

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07i n d u s t r i e 4 . 0

ins Virtuelle zurückspielen«, konkretisiert Stork. Wie gut das

funktioniert, konnten Besucher der Hannover Messe feststellen.

Hier präsentierten die Forscher einen Miniroboter Marke fischer-

technik GmbH. Mit einer Tiefenkamera zeichneten sie dessen

Bewegungen auf und übertrugen sie ins Virtuelle, live natürlich.

Auf Basis dieses CPE-Demonstrators entwickeln die Forscher

derzeit ein weiteres Exponat. Es soll den Besuchern der Hanno-

ver Messe 2016 die Idee der kundenindividuellen Produktion

vermitteln. Das Prinzip: Der Besucher baut aus Steckbausteinen

eine beliebige Form, stellvertretend für ein kundenindividuelles

Produkt. Zwei bis drei Tiefenkameras lichten das Bauwerk ab

und erstellen daraus ein 3D-Modell. Die Software analysiert,

in welcher Reihenfolge die Steine verbaut wurden und leitet

daraus wiederum eine Art Bauanleitung ab. Anhand dieser

Anleitung baut ein Roboter das »Produkt« schließlich nach.

Welche Lösungen haben die Forscher darüber hinaus im Bereich

der cyberphysikalischen Äquivalenz entwickelt? Ergebnisse sind

in einem Industrie 4.0-Labor in Rostock zu sehen. Hier können

sich Unternehmen informieren und verschiedene Demon-

strationen anschauen. Der Rostocker Showroom wurde zum

»Ausgewählten Ort im Land der Ideen 2015« gekürt, ein Preis,

den der Standort bereits zum dritten Mal erhielt, das Fraunhofer

IGD sogar zum fünften Mal.

gläserne Produktionsanlagen erlauben zukunftsgerichtete analysen

Die Industrie 4.0 mag sich in vielerlei Hinsicht von der

heutigen Produktion unterscheiden. Eine Anforderung jedoch

haben beide Herstellungsweisen gemein: Die Maschinen

und Produktionsanlagen müssen problemfrei laufen. Wenn

die Bänder stillstehen, geht dies mit enormen Kosten einher.

Läuft eine Maschine nicht mehr rund, sollen Sensoren dies

frühzeitig registrieren – und so einen späteren Ausfall der

Anlage verhindern. Doch solche Sensoren erzeugen riesige

Datenmengen, die bislang nur sporadisch ausgewertet werden

können. Auch ist bisher nicht klar, welche Sensordaten entspre-

chende Hinweise geben können. Hier hilft eine neue Software

des Fraunhofer IGD: Damit können Fachexperten die großen

Datenmengen visuell analysieren und die Ergebnisse verschie-

dener Maschinen miteinander vergleichen. Wie sehen die

Daten intakter Maschinen aus, welche Daten ändern sich unter

Verschleiß? »Wir kommen somit weg von der Auswertung

der Vergangenheit hin zu einer Analyse, die es erlaubt, in der

Zukunft gezielter zu agieren«, sagt Professor Jörn Kohlhammer,

Leiter der Abteilung »Informationsvisualisierung und Visual

Analytics« am Fraunhofer IGD.

Den Menschen durch flexible und aktuelle assistenzsysteme unterstützen

So intelligent die Maschinen auch werden mögen, gewiss ist,

dass der Mensch auch in Zeiten von Industrie 4.0 eine wichtige

Rolle in den Produktionshallen spielen wird. »Daher entwickeln

wir verschiedene Assistenzsysteme, die die Mitarbeiter

bestmöglich unterstützen«, sagt Professor Bodo Urban, der den

Rostocker Teil des Fraunhofer IGD leitet. Leitstände zum Beispiel

führen komplexe Informationen aufgabenbezogen zusammen –

die Schichtleiter sehen somit auf einen Blick, was in ihrem

Produktionsbereich gerade passiert. Dafür erstellen die Forscher

ein dreidimensionales Modell der gesamten Produktionsanlage,

welches der Mitarbeiter auf einem Multitouch-Display sieht. Läuft

beispielsweise der Stromverbrauch an der Säge aus dem Ruder,

leuchtet das entsprechende Anzeigenfeld rot. Detailinformatio-

nen können per Touch abgerufen werden und verraten, wie der

Stromverbrauch in den letzten Minuten, Stunden, Tagen war.

Bei den Assistenzsystemen setzen die Forscher auf Flexibilität.

»Starre Systeme helfen wenig, wenn die Abläufe flexibel werden.

Schließlich soll der Werker nicht stumpf geführt werden,

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i n d u s t r i e 4 . 008

sondern sein Erfahrungswissen einbringen können«, verrät

Urban. So verfolgen die Forscher beispielsweise die Werkzeuge,

die der Mitarbeiter zur Hand nimmt, und leiten daraus ab,

was er gerade tut, um flexibel auf die aktuelle Situation des

Mitarbeiters reagieren zu können. Ein weiterer wichtiger Punkt

liegt in der Aktualität – vor allem, wenn es um neue Produkte

geht. Ein Beispiel: Wird die Produktpalette umgestellt, müssen

die Mitarbeiter geleitet und eingearbeitet werden – etwa

wenn sie neue Automodelle montieren sollen. Bislang mussten

Mitarbeiter die Montagedaten aufwendig per Hand in ein ent-

sprechendes Trainingssystem einfügen. Mitunter traten jedoch

in der Zeit, in der die Mitarbeiter das Trainingssystem mit Daten

fütterten, bereits erneut Änderungen am Automodell auf.

Kurzum: Die Trainingsdaten waren meist schon wieder veraltet.

»Für die Autohersteller Opel und Volvo nutzen wir die Daten

aus der Produktionsentwicklung direkt für Trainingszwecke, und

zwar ohne sie weiter aufbereiten zu müssen. Die Daten, mithilfe

derer die Monteure trainiert werden, sind somit immer aktuell«,

erklärt Stork.

Diese Assistenzsysteme sollen langfristig auch dazu führen,

Mensch und Roboter besser zusammenarbeiten zu lassen, und

zwar so, wie menschliche Kollegen es auch tun. Die metallenen

Gesellen sollen wahrnehmen, was der Mensch tut, sich mit ihm

abstimmen und ihm assistieren. Ȇber unser Assistenzsystem

weiß der Roboter, welche Aufgaben als Nächstes anstehen«,

erklärt Urban.

daten sicher verwalten mithilfe der biometrie

Transparenz wird großgeschrieben in der Industrie 4.0 − umso

wichtiger, dass die Daten nicht in falsche Hände gelangen.

Personenbezogene Merkmale könnten die Sicherheit erhöhen,

schließlich kann man seine Ohrenform oder sein Irismuster nicht

weitergeben wie einen Schlüssel oder auch eine PIN – auch

das Verlieren derselben scheidet aus.

Bislang kommen solche personenbezogenen Merkmale selten

zum Einsatz. »Das Ziel liegt hier vor allem in biometrischen Sys-

temen, die sich unaufdringlich in den Arbeitsablauf einfügen«,

sagt Alexander Nouak, Leiter der Abteilung »Identifikation und

Biometrie« am Fraunhofer IGD. »Bestes Beispiel ist das iPhone

von Apple – hier nimmt der Nutzer die biometrische Erfassung

seines Fingerabdrucks kaum wahr.«

Noch sicherer und nutzerfreundlicher wird es, wenn man nicht

nur ein Merkmal erfasst, sondern gleich mehrere charakte-

ristische Zeichen: Die multimodale Biometrie kombiniert zum

Beispiel Gesichtserkennung, Irismuster, Fingerabdruck und Ohr-

muschelform. Hat die Kamera das Gesicht beispielsweise nur

mäßig erkannt, braucht der Nutzer nicht wie bisher erneut in

die Kamera zu blicken. Stattdessen identifiziert das System den

Mitarbeiter zweifelsfrei über das Ohr oder den Fingerabdruck.

Welche Erkennungsmerkmale man dabei anwendet, hängt ganz

von den Gegebenheiten ab. Vor allem Dinge, die der Nutzer

immer wieder anfasst, bieten sich zur Authentisierung an,

indem man sie etwa mit einem Fingersensor versieht. Muss der

Anwender viel schreiben, lässt sich die Dynamik der Handschrift

oder die persönliche Art und Weise des Tippens auf einer

Tastatur analysieren.

Biometrie beschränkt sich auf Lebewesen. »Die Konzepte sind

jedoch auch auf Gegenstände übertragbar oder vorstellbar«,

sagt Nouak. »Wir identifizieren momentan in Werkstücken

bestimmte Eigenschaften, die sich für eine Erkennung

eignen.« Man spricht dabei auch von »physical unclonable

functions«, kurz PUF. So ließe sich etwa Produktpiraterie besser

nachweisen. »Haben wir in früheren Zeiten ein Muster auf

die entsprechenden Werkstücke und Produkte aufgebracht«,

sagt Nouak, »wollen wir nun die Charakteristik untersuchen,

die dem Werkstück eigen ist.« Auf diese Weise sollen auch die

Werkstücke eine gewisse Intelligenz erhalten und somit bestens

für die Industrie der Zukunft gerüstet sein.

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09a u g m e n t e d r e a l i t y

sondern ihn dabei noch mit virtuellen dreidimensionalen Geometrien

überlagern – und das möglichst lange. Als Teilnehmer gingen auch

die Forscher vom Fraunhofer IGD an den Start. Das Ergebnis: eine

Eins mit Sternchen. Anders gesagt: Sie erlangten in drei der vier

Kategorien den ersten Preis. Bei der vierten Aufgabe, die sich um die

Erkennung eines Bauteils drehte, schafften sie es auf Platz zwei.

Zeitreisen mit ar – auf schloss burg an der Wupper

Nicht nur Autobauer wie VW interessieren sich für diese Techno-

logie des Erkennens. Auch in gänzlich anderen Bereichen ist sie

vorteilhaft – beispielsweise im Tourismus. So können Besucher

von Schloss Burg an der Wupper in Solingen mittels AR mehr als

hundert Jahre zurück in die Vergangenheit reisen und erfahren,

wie das Gemäuer zu dieser Zeit aussah. Möglich macht es die

gleichnamige kostenlose App »Schloss Burg«. Über die im Smart-

phone integrierte Kamera erkennt die App, wo sich der Besucher

momentan befindet. An zwölf verschiedenen Standorten versorgt

sie ihn mit kurzen Texten und Bildern zu den Themenbereichen

Wissenswertes, Geschichte, Ruine und Wiederaufbau oder auch

mit historischen 360-Grad-Ansichten: Stehen die Besucher im

Schlosshof, können sie zwischen der heutigen Ansicht und der

historischen hin- und herschalten. Fotografieren die Nutzer

dagegen im Rittersaal das dort hängende Gemälde, lüftet die App

das Geheimnis, wer dort eigentlich porträtiert wurde: Sie blendet

Informationen zu den abgebildeten Personen ein.

Der Mensch ist ein wahres Meisterwerk. Bereits das Baby lernt,

Personen in seiner Umgebung zu erkennen. Was der Erdenbürger

gewissermaßen von alleine erfasst, dazu braucht die Technik einiges

an Nachhilfe − nicht nur dann, wenn es wie bei der Biometrie darum

geht, Personen anhand ihrer charakteristischen Merkmale zu erken-

nen, sondern auch beim Identifizieren von Gegenständen. Doch eben

dieses Erkennen und vor allem das Verfolgen von bewegten Objekten

ist elementar, wenn es um die Erweiterte Realität geht, auch Augmen-

ted Reality (AR) genannt – das Tracking ist quasi die Basistechnologie.

Wer »unterrichtet« die technik am besten?

Wie wichtig es ist, der Technik »Augen« zu verleihen, zeigt der Wett-

bewerb »Tracking Challenge«, den der Autokonzern VW ausschreibt.

Hier messen sich Wissenschaftler verschiedener Einrichtungen anein-

ander und versuchen, vorgegebene Szenarien optimal zu lösen. Dabei

registrieren sich die Forscher in einem lokalen Koordinatensystem und

sollen sich darin mithilfe von Tracking orientieren. Die Aufgaben ori-

entieren sich an den Anforderungen der Automobilindustrie ebenso

wie an aktuellen Fragestellungen aus der Wissenschaft.

Im Jahr 2015 gab es vier verschiedene Aufgaben: So galt es beispiels-

weise einen bewegten Gegenstand zu verfolgen – etwa ein Lenkrad,

das an einem Roboterarm befestigt ist und von diesem auf kurvigen

Wegen durch den Raum geführt wird. Doch damit nicht genug.

Die Forscher sollen den Gegenstand nicht nur im Blick behalten,

»SEhEndE« tEchnik – hilfrEich in induStriE und touriSmuS

Mitunter braucht d ie Technik »Augen« – etwa dann, wenn es darum geht , d ie Rea l i tät zu er fassen und mit

Zusatz informationen anzureichern. Im Wettbewerb »Tracking Chal lenge« des VW-Konzerns maßen s ich kürz l ich

Wissenschaft ler verschiedener E inr ichtungen in dieser Kunst: Ganz vorn lagen die Forscher des Fraunhofer IGD.

Die Anwendungen re ichen vom Autobau bis h in zur Bes icht igung von Schlössern.

ANSPRECHPARTNER ULI BOCKHOLT

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E i n s c h a u k e l n d e s S c h i f f s t a t t e i n m a s s i v e s L a b o r ? F ü r d r e i F o r s c h e r d e s F r a u n h o f e r I G D

w a r d i e s e s S z e n a r i o s i e b e n Ta g e l a n g R e a l i t ä t : A u f d e m F o r s c h u n g s s c h i f f » F S A l k o r «

t e s t e t e n s i e i h r n e u a r t i g e s U m w e l t - M o n i t o r i n g - S y s t e m – e r f o l g r e i c h .

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11f o r s C h u n g s s C h i f f s r e i s e

4. Juli 2015, 14 Uhr, irgendwo mitten im Skagerrak, einem Teil der

Nordsee. Die Meereswogen branden an den Rumpf der »FS Alkor«.

Hier liegt gespannte Erwartung in der Luft. Zwölf Wissenschaftler

drängen sich an der Reling. Matrosen, Bootsmänner und Offiziere

wuseln geschäftig umher. Die »FS Alkor« ist nämlich ein For-

schungsschiff und für das Team der Forscher naht die Stunde der

Wahrheit. Hält ihre Entwicklung, was sie verspricht? Oder waren

die Mühen der letzten Monate umsonst? Während der Kapitän

das Schiff möglichst ruhig hält, betätigt die Decksbesatzung eine

Winde: Daraufhin erhebt sich ein sechseckiges, etwa drei Meter

hohes Metallgestell an einem starken Draht in die Höhe, baumelt

hin und her, bewegt sich über die Reling in Richtung Wasser und

taucht dann langsam hinein. Doch – aller gedrückten Daumen

zum Trotz − die Wellen sind zu hoch, einige Teile des Gestells lösen

sich. Hektik breitet sich aus. Die Winde hebt das Gestell samt der

gelösten Teile wieder aus dem Wasser, dutzende Hände strecken

sich dem Gestänge entgegen und geleiten es vorsichtig auf die

Schiffsoberfläche. Während die Forscher vom Fraunhofer IGD die

Daten der Kameras auswerten, die an dem Gestell angebracht

waren, zücken ihre Kollegen die Schraubschlüssel und rücken

der Hardware zu Leibe, also dem Gestell. Und dann startet das

Unternehmen von vorne – dieses Mal erfolgreich.

Sensorsystem FlexMoT erkennt Unterwasserleckagen sofort

Doch was genau testen die Wissenschaftler eigentlich? »Wir haben

das modulare Sensorsystem FlexMoT entwickelt, gemeinsam mit den

Kollegen von drei Industriepartnern und dem GEOMAR. Das System

misst verschiedene Parameter im Meer, etwa Temperatur, Salzgehalt

oder im Wasser gelöstes Methan«, erläutert Gruppenleiter Thomas

Ruth vom Fraunhofer IGD in einer ruhigen Minute. Er koordiniert das

Projekt an Bord gemeinsam mit seinen zwei Kollegen.

ANSPRECHPARTNER THOMAS RUTH

»So könnte das Sensorsystem beispielsweise rund um Bohrinseln

herum frühzeitig erkennen, ob irgendwo eine Leckage ist.« Zwar

nutzen Meeresforscher solche profilierenden Systeme teilweise

bereits, allerdings bauen sie diese meist selbst und tüfteln daran

mitunter mehrere Jahre. »Wir dagegen arbeiten an einem System

von der Stange. Das könnte man auch für Langzeitmessungen aus-

bringen, und zwar mit kleineren und leichter verfügbaren Schiffen,

etwa mit Versorgungsbooten«, ergänzt Ruth.

Das Prinzip: Erreicht das Metallgestell den Meeresboden, entlässt

es eine Boje. Die steigt nach oben – zehn Meter unter der

Wasseroberfläche allerdings ist Schluss, mehr Leine gibt das System

nicht. So ist die Boje dem mitunter heftigen Wellengang an der

Oberfläche nicht ausgesetzt. Mit ihrem Auftrieb strafft die Boje das

Seil, womit sie mit dem Gestell auf dem Meeresboden verbunden

ist. Von Zeit zu Zeit fährt nun ein kleiner Aufzug am Seil hinauf

und hinab. Metallgestell und Aufzug sind mit Sensoren bestückt,

sodass das Gestell Daten am Meeresgrund aufnimmt, während der

Aufzug Ergebnisse aus der gesamten Wassersäule liefert. Zudem

erlaubt das System ein Echtzeit-Monitoring, sprich jeden Tag lässt

es einen Datenballon an die Wasseroberfläche steigen.

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12 f o r s C h u n g s s C h i f f s r e i s e

Hier klinkt sich der Ballon in das Mobilnetz ein und sendet seine

Daten an eine Landstation, wo sie ausgewertet werden können.

Bei abgelegenen Standorten kommuniziert der Datenballon über

Satellit. Das System zeigt großes Durchhaltevermögen: Bis zu

einem Jahr kann es im Wasser bleiben, bevor die Akkus schlapp-

machen. Herkömmlichen Systemen geht meist bereits nach ein

oder zwei Monaten der Saft aus.

Doch genug der Theorie, zurück an Bord. Das Deck hat sich

inzwischen beinahe geleert. Mittlerweile wurde das Gestell im

Wasser versenkt und mit einem Klick auf dem Tablet wurde die

aktuelle Schiffsposition und Wassertiefe in die Systemkonfigu-

ration übernommen. Nun drängen sich die Wissenschaftler im

schiffseigenen Labor vor einem kleinen flimmernden Schwarz-

Weiß-Bildschirm. Was sie dort sehen, erinnert ein wenig an eine

Mondlandung: Eine kleine Sprengladung trennt das Gestell

von der Seilwinde, sodass es auf dem eintönigen Meeresboden

aufsetzt. Nun flitzen die Forscher auf das Peildeck, das sich über

der Schiffsbrücke befindet. Bewaffnet mit Fernglas und Tablet

halten sie dort Ausschau nach der ersten kleinen Datenboje, die

nach zehn Minuten aufsteigen soll. Da ist sie! Aber nein, das

war nur eine zitronengelbe Qualle. Doch dann hat jemand die

Boje erspäht und schaut sogleich auf das Tablet, ob die Daten

wohlerhalten eingetroffen sind. Und siehe da: Die Verbindung

steht, die Datenboje übermittelt zuverlässig die Ergebnisse,

welche die verschiedenen Sensoren unter Wasser aufgenommen

haben. Strahlende Gesichter rundum.

anomalien auf einen blick erkennen

Nun kehrt etwas Ruhe ein. Nahezu gemächlich machen sich die

Wissenschaftler daran, die empfangenen Daten auszuwerten.

Zeit genug also, um Thomas Ruth dabei über die Schulter zu

schauen. »Die Software haben wir größtenteils am Fraunhofer

IGD entwickelt«, erklärt er, während er auf den Monitor schaut.

»Da ist einerseits die Betriebssoftware: Sie sinkt quasi mit

auf den Meeresgrund und gibt dort die Startbefehle für die

Datenbojen. Und andererseits eine Auswertungssoftware auf

der sogenannten ›Topside‹, die wir hier gerade benutzen.« Ein

Dashboard zeigt an, wie sich die einzelnen Parameter wie die

Methankonzentration oder Temperatur verhalten, und erstellt

einen entsprechenden Lageplan der Umgebung. »Anomalien

sieht man dabei auf einen Blick«, freut sich Ruth. »Zeigt etwa

die Temperaturkurve eine Auffälligkeit, kann der Nutzer mit

einem Fingerdruck in diesen Zeitbereich hereinzoomen – und

sieht dann auch genau diesen zeitlichen Ausschnitt für alle

anderen Parameter.« Die Software fragt außerdem Zusatzdaten

von speziellen Anbietern an und speichert diese ab, etwa das

Seewetter an der Position der Messung sowie die Wellenhöhe.

Bei bisherigen Systemen gestaltete es sich deutlich umständlicher

und langwieriger, die Daten gemeinsam auszuwerten: Da jeder

Sensorhersteller eine eigene Auswertungssoftware hat, musste

man für jeden Parameter die Software wechseln.

Eineinhalb Tage später. Auf der See stürmt es zunehmend – an

ein Weiterarbeiten ist nicht zu denken. Zwar wollten die Forscher

eigentlich vier Tage im Skagerrak bleiben, doch das Wetter macht

ihnen einen Strich durch die Rechnung. Stattdessen heißt es nun,

das Gestell zu bergen und in ruhigere Gefilde umzusiedeln, um

die Erprobung dort weiterzuführen.

Wieder daheim im Labor resümiert Ruth: »Alle Komponenten

funktionieren und unsere Sensoren liefern zuverlässige Ergeb-

nisse – auch wenn wir hin und wieder Hand anlegen und Dinge

anpassen mussten. Und die Zusammenarbeit auf dem Schiff ist

einmalig: Während wir sonst alle in unseren Laboren vor uns hin

forschen, überlegen wir dort in großer Runde. Der Schiffsalltag

hat viele Anregungen für neue Entwicklungen und zukünftige

Technologien parat gehalten. Kurzum: Den Arbeitsalltag auf

einem Forschungsschiff selbst miterlebt zu haben, lässt sich

durch nichts ersetzen.«

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13C o l o r & i m a g i n g

QuEr durch diE farbpalEttE

Dunkler Samt an allen Wänden lässt kein Quäntchen Licht herein-

dringen. Im Inneren allerdings leuchtet an einem ein Meter langen

beweglichen Arm eine mit 22 LEDs bestückte Lichtquelle. Damit

können die Forscher zahlreiche unterschiedliche Lichtzusammen-

setzungen realisieren, sei es Tageslicht oder das Licht verschiedener

Lampen. Das Licht fällt aus beliebigen Richtungen auf Testfarben

des 3D-Druckers, das reflektierte Licht kann aus beliebigen

Richtungen detektiert werden. Auf diese Weise ermitteln die

Wissenschaftler genau, wie welche Farbzusammensetzung wirkt –

und können den Drucker somit präzise kalibrieren.

darmstadt – drehscheibe der Farbwissenschaften

Ein weiteres Highlight im Bereich der Farbgebung war die inter-

nationale »IS&T Color and Imaging Conference« – die wichtigste

Veranstaltung ihrer Art im Bereich der Farbwissenschaften.

Erstmals fand sie nicht in den USA statt, sondern in Deutschland,

genauer gesagt in Darmstadt. Program Chair war Philipp Urban,

Leiter der Abteilung »3D-Druck-Technologie« am Fraunhofer IGD.

Gemeinsam mit dem Kollegen Michael Murdoch vom Rochester

Institute of Technology (RIT) kümmerte er sich um das wissen-

schaftliche Programm. Die Organisation übernahm Urban mit sei-

nem Team vor Ort: Sie managten das Rahmenprogramm, buchten

die Hotels und warben bei der DFG finanzielle Unterstützung ein.

Die Konferenz wurde außergewöhnlich gut angenommen. Statt

der erwarteten 150 Personen tauschten sich 189 Menschen bei

der Veranstaltung aus – und wie in den 22 Jahren zuvor kamen sie

aus allen Winkeln der Erde.

Über Nacht – und vollkommen unerwartet – mauserte sich die

Software »Cuttlefish« zum Medienstar. Der Grund für die erlangte

Berühmtheit war ein wissenschaftlicher Aufsatz, den die Forscher

des Fraunhofer IGD Mitte des Jahres 2015 publizierten. Eine solche

Veröffentlichung bleibt in der Medienlandschaft meist unbemerkt.

Ganz anders bei Cuttlefish: Das Magazin MIT Technology Review

gab den Aufsatz in leicht verständlichen Worten wieder und

brachte damit den Stein ins Rollen. Die Forscher hätten »die letzte

große Herausforderung des 3D-Drucks gelöst«, titelte das Blatt.

Und plötzlich hallten die Wörter »3D-Druck« und »Fraunhofer IGD«

aus allen Richtungen wider, und zwar in der Presse weltweit.

Was verbirgt sich hinter dem Namen, der derartige Wellen schlug?

Wenn wir vorstellen dürfen: Cuttlefish ist ein Druckertreiber,

mit dem man »erschreckend realistische Farbdrucke« machen

kann, wie es das Web-Portal »3D Printing Industry« ausdrückte.

Cuttlefish imitiert nicht nur die Farbe, sondern auch die Textur des

Originalgegenstands täuschend echt – und ermöglicht es somit,

Gegenstände mit einem 3D-Drucker exakt zu kopieren.

3d-drucker farblich kalibrieren

Die Forscher der Abteilung »3D-Druck-Technologie« kümmern

sich jedoch nicht nur um den 3D-Druck selbst. Auch bei der Kali-

brierung haben sie die Nase vorn. Mit ihrem Gonioreflectometer

können sie beim Druck eine Farbgenauigkeit erzielen, die weltweit

einmalig ist. Von außen betrachtet erscheint das Gerät zunächst

einmal unspektakulär: Man sieht lediglich einen über zwei Meter

langen und ebenso breiten schwarzen Kasten.

D i e Fa rbgebung be im 3D-Druck war b i s l ang e in he i k l e s Thema – s i e rea l i t ä t sge t reu zu ges ta l t en , wa r kaum

mög l i ch . De r D rucke r t re ibe r »Cut t l e f i sh« beende t d i e se s D i l emma und ha t s ch l aga r t i g Be rühmthe i t e r l ang t .

Auch fü r ande re »Fa rb« -Themen b i e ten d i e Fo r s che r am F raunhofe r IGD he raus ragende Lösungen .

ANSPRECHPARTNER PHILIPP URBAN

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D a s Wo h n u m f e l d v e r ä n d e r t s i c h , d a s i n d s i c h

F a c h l e u t e s i c h e r. D o c h w o g e h t d i e R e i s e h i n ?

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15i n t e l l i g e n t e s W o h n e n

Wohnen – da geht es in erster Linie um Behaglichkeit, um das

Gefühl von Geborgenheit. Dies meinen zumindest die einen. Diese

Priorität sehen nicht alle, was nicht heißen soll, dass die Behaglichkeit

anderen weniger wichtig wäre. Doch im Vordergrund steht, den

Alltag der Bewohner zu unterstützen und die Wohnungen mit

Intelligenz zu versehen. Was das im Alltagsleben heißt, verrät Dr.

Andreas Braun. Der Informatiker leitet die Abteilung »Smart Living &

Biometric Technologies« am Fraunhofer IGD.

herr dr. braun, wie werden wir zukünftig wohnen?

Das Wohnen wird zunehmend intelligent, ohne dass die dafür

notwendige Technik als solche sichtbar wird. Man spricht dabei

auch von Ambient Assisted Living, kurz AAL. Davon profi tieren vor

allem ältere Menschen: Schließlich erlaubt die Technik ihnen, mög-

lichst lange und selbstbestimmt in ihren Wohnungen zu leben. Die

Grundvoraussetzung dafür: Die Geräte müssen verstehen, was der

Bewohner möchte – seine Wünsche also erfassen und umsetzen.

Möchte er etwa das Licht dimmen, so soll es künftig ausreichen,

wenn der Bewohner auf die Lampe zeigt und sagt: »Dunkler

schalten«. Bei komplexeren Wünschen kommt man nicht umhin,

dafür eine Art Kommunikation zwischen den Geräten aufzubauen,

sprich die Geräte müssen sich im Hintergrund miteinander unter-

halten – sich quasi absprechen, wer welchen Beitrag leisten kann,

um den Wunsch des Bewohners zu erfüllen.

das klingt ungewöhnlich. Wo steht das intelligente

Wohnen momentan?

Es gibt bereits zahlreiche Lösungen für das intelligente Wohnen:

Spezielle Badezimmerspiegel erinnern die Bewohner daran, ihre

Medikamente einzunehmen. Der Herd schaltet sich selbstständig

aus, wenn kein Topf darauf steht. Und verlässt die Person nachts

ihr Bett, leitet das Licht sie ins Badezimmer. Allerdings waren dies

bislang Insellösungen, also jede Anwendung hatte ihre individuelle

Software. Wollte man sie mit anderen Ansätzen kombinieren,

ANSPRECHPARTNER ANDREAS BRAUNAKTOREN

SENSOREN

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Hier geht es ebenfalls darum, die Plattform »universAAL« zu

testen, wenn auch auf anderer Ebene. Es steht nicht so sehr die

Größe der Datenmasse im Vordergrund, schließlich umfasst das

WoQuaZ in Weiterstadt »nur« 20 Wohnungen, eine Demenz-WG

und eine Tagespflege. Vielmehr geht es darum, einzelne Sensor-

systeme in die Plattform einzubinden und zu steuern – und das

möglichst alltagsnah. So beispielsweise unser System CapFloor:

Dabei registrieren Sensoren, die sich im Boden unter dem Laminat

verbergen, ob der Bewohner steht, läuft, geht – oder ob er

gestürzt ist und hilflos am Boden liegt. In diesem Fall sendet das

System ein Alarmsignal. Nachdem wir CapFloor zunächst im Labor

auf einigen Quadratmetern Fläche getestet haben, weiten wir

diese Untersuchungen im WoQuaZ aus. Bislang haben wir die

Sensoren in drei Wohnungen installiert – ab 2016 sollen sie dann

in allen Wohnungen zu finden sein, auf insgesamt über tausend

Quadratmetern. Auf so einer riesigen Fläche können nämlich

ganz andere Probleme auftauchen als in einer kleinen Laborecke.

Endgültige Ergebnisse gibt es zwar noch nicht, doch bislang sind

die Nutzer zufrieden.

Die Anwendungen von CapFloor begrenzen sich übrigens nicht

allein auf Stürze: So können die Sensoren beispielsweise dafür

sorgen, dass das Licht im Bad angeht, wenn der Bewohner in

die entsprechende Richtung geht. Auch kann es die Heizung

ausstellen, wenn niemand in der Wohnung ist, oder es kann den

Bewohner warnen, wenn beim Verlassen der Wohnung noch

elektrische Geräte laufen oder das Fenster offen steht.

Kann ein interessierter bauherr die intelligente Wohnung

bereits als Komplettlösung kaufen?

Bislang gab es eine solche Komplettlösung nicht. Vielmehr hieß es,

sich die einzelnen Lösungen peu à peu zusammenzusuchen. Diese

Lücke hat der Spin-off »Assisted Home Solutions« geschlossen.

Mein Vorgänger Dr. Reiner Wichert gründete die Firma im Sommer

2015. »Assisted Home Solutions« bietet ein auf »universAAL«

führte das oft zu Problemen. Was bislang fehlte, war eine offene

Plattform, die die verschiedenen Geräte und Sensoren gemeinsam

ansteuert. Eine Plattform, die es den Geräten erlaubt, ihre

Informationen untereinander auszutauschen. Wir haben uns daher

mit Partnern zusammengeschlossen und eine solche Plattform

entwickelt. Das Ergebnis trägt den Namen »universAAL«.

Wie weit ist die Entwicklung dieser softwareplattform

bereits gediehen?

Sie wird momentan sozusagen auf Herz und Nieren geprüft,

und zwar im groß angelegten Praxistest »Make it ReAAL«, den

die EU angestoßen hat und an dem mittlerweile mehr als 5000

Menschen in acht Ländern teilnehmen. In deren Wohnungen

laufen AAL-Technologien von insgesamt 30 Herstellern über die

gemeinsame Softwareplattform »universAAL«.

Es kamen bislang positive Rückmeldungen: Systeme, die früher nicht

miteinander gesprochen haben, kommunizieren jetzt problemlos.

Nehmen wir beispielsweise ein automatisches Blutdruckmessgerät

und eine Körperwaage. Normalerweise ermitteln die Geräte ihre

Daten getrennt voneinander. Die Pflegekraft muss also in zwei

verschiedene Softwaresysteme schauen und die Ergebnisse in eine

Gesamttabelle übertragen. Mit »universAAL« erübrigt sich das.

Sowohl die Waage als auch das Blutdruckmessgerät laufen nämlich

über diese Plattform. Sie erfasst die Daten und speichert sie direkt in

eine gemeinsame Liste. Die Pflegekraft sieht also alle Untersuchungs-

ergebnisse auf einen Blick, gewinnt daher mehr Informationen und

spart sich das manuelle Übertragen der Werte – und das verschafft

schlussendlich auch mehr Zeit für die persönliche zwischenmensch-

liche Betreuung.

im Wohn- und Quartierzentrum Weiterstadt, kurz

WoQuaZ, findet ein weiterer Praxistest statt. Was genau

untersuchen sie dort?

16 i n t e l l i g e n t e s W o h n e n

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basierendes Gesamtpaket an intelligenten Diensten an. Das

kommt der Komplettlösung einer intelligenten Wohnung

bereits sehr nahe. Das Angebot umfasst Sensoren und Aktoren

unterschiedlicher Hersteller sowie verschiedene Internetdienste.

Der Nutzer kann also auf eine recht große Zahl von Diensten

zurückgreifen.

Weiterhin unterstützt »Assisted Home Solutions« die Bauherren –

sei es bei Neubauten oder bei der Umrüstung von Bestandsbauten,

denn die Erfahrung zeigt: Größtenteils werden AAL-Anwendungen

in der Bauphase eines Hauses nicht richtig geplant. Die Mitarbeiter

des Spin-offs stehen daher beratend zur Seite und stellen sicher,

dass später alles wie geplant funktioniert.

herr dr. braun, welche technologien darf man aus ihrem

hause in Zukunft erwarten?

Wir arbeiten daran, Bewegungsmelder durch unauffälligere

Technologien zu ersetzen, weil diese - bislang in Boxen an der

Decke hängend - nicht immer einen schmuckvollen Anblick bieten.

Zudem arbeiten sie nicht sonderlich genau: So können veränder-

liche Lichtverhältnisse beispielsweise zu Störungen führen. Kurzum,

wir wollen die Sensoren unauffälliger und fehlerresistenter machen.

Ein Ansatz dazu liegt darin, Möbeln »Intelligenz« zu verleihen.

Künftig sollen Couch und Bürostuhl wissen, ob jemand auf ihnen

sitzt. Falls ja, wird das Licht in benachbarten Räumen ausgeschal-

tet und die dortige Heizung gedrosselt. Das Bett wiederum könnte

über ein Sensorsystem die Atemaktivität des Schläfers überprüfen,

was Rückschlüsse auf die Erholsamkeit des Schlafes zulässt. Dazu

nutzen wir einen Sensor, der ein schwaches elektrisches Feld

abstrahlt. Dieses wird durch die Bewegungen des Brustkorbs

verändert – im Wesentlichen handelt es sich um die gleiche Tech-

nologie wie bei CapFloor. Solche intelligenten Möbel könnten fast

die gleichen Informationen liefern wie Bewegungsmelder, fügen

sich allerdings weitaus besser in die Optik der Wohnung ein.

a u g m e n t e d r e a l i t y

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Nicht jeder kann im Rampenlicht stehen, das gilt auch für

Kunstschätze. Museumsbesucher bestaunen und würdigen nur

einige Werke, die von Leuchtstrahlern in Szene gesetzt werden.

Viele andere Werke »warten« im Museumskeller darauf, erneut

entdeckt zu werden. Mitunter sind die verborgenen Sammlungen

riesig. Deshalb war es bisher ein Ding der Unmöglichkeit, sie

komplett zu digitalisieren.

Auf der Digital Heritage 2015 vom 28. September bis 2. Oktober

in Granada, Spanien, sorgte eine Entwicklung des Fraunhofer

IGD daher für viel Furore: Auf der Konferenz konnten die

Besucher einer Scanstraße bei der Arbeit zusehen − besser

gesagt: einer vollautomatisierten Scanstraße. Die Forscher lasen

den QR-Code des Objekts ein, in dem die Inventarnummer

codiert ist, legten den Gegenstand auf ein Tablett – alles Weitere

lief von selbst. Heraus kam eine dreidimensionale digitale Kopie

des Gegenstandes, und zwar mit einer irren Geschwindigkeit:

Alle zehn Minuten lässt sich ein neues Objekt digitalisieren. Zum

ersten Mal ist es daher möglich, ganze Sammlungen in die Welt

des Digitalen zu übertragen.

scanstraße – vollautomatisch und schnell

Doch werfen wir einen Blick darauf, wie die Scanstraße mit dem

Namen CultLab3D funktioniert. Auf das Tablett gestellt, fährt

das Kunstobjekt zunächst in einen Scanbogen. Daran sind neun

Kameras angebracht. Ein zweiter Bogen, der sich parallel zum

ersten Scanbogen bewegt, sorgt mit neun Lichtquellen für die

nötige Beleuchtung. Ist das Objekt unter den Bögen platziert,

fahren diese neun verschiedene Positionen an, in denen sie

insgesamt 153 verschiedene Bilder schießen. Dauer? Etwa eine

Minute. Aus den 60 besten Aufnahmen erstellt die dahinterlie-

gende Software eine erste dreidimensionale Rekonstruktion, also

ein Preview-Modell. Währenddessen nimmt der Scanbogen wei-

tere Bilder auf – an Stellen, die er vorher noch nicht abgedeckt

hatte. Dazu kommen Bilder von unten, die neun feststehende

Kameras durch das transparente Tablet hindurch fotografiert. Der

Stand nach fünf Minuten: ein erstes 3D-Modell und über hundert

zusätzliche Bilder.

Im 3D-Modell erkennt das System, wo es Hinterschneidungen

gibt. Hat das digitale Kunstobjekt noch »Löcher«? Die zweite

Scanstelle – ein Roboterarm mit einer Kamera und einer diffusen

Lichtquelle – fährt gezielt die Positionen an, an denen noch

eine Lücke klafft. Die insgesamt 350 bis 400 Bilder schickt die

Scanstraße zu einem Computer, der daraus den finalen digitalen

»Zwilling« des Objekts erstellt. Dies dauert nochmal etwa zwei

Stunden. Da der PC die Berechnung jedoch offline vornimmt, ist

die nötige Rechenpower leicht zur Verfügung zu stellen.

C u lt l a b 3 d18

kunStgEgEnStändE am laufEndEn band digitaliSiErEn

ANSPRECHPARTNER PEDRO SANTOS

Verborgen in Kel lern und Lagerräumen beherbergen Museen oft r iesige Sammlungen von Kunstgegenständen. Eine

digitale Scanstraße erlaubt es nun, diese Unmengen von Schätzen zu digital is ieren, und zwar vol lautomatisch: Al le

zehn Minuten kann ein neues Objekt gescannt werden.

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1919

I N T E R V I E W

diE »VollautomatiSchE ScanStraSSE«

Pedro Santos , der d ie Abte i lung »D ig i ta l i s i e rung von

Ku l tu re rbe« am F raunhofer IGD le i te t , beantwor te t

e in ige F ragen rund um d ie Scans t raße .

herr santos, sie haben die scanstraße CultLab3d erstmals im Jahr 2013 auf der digital heritage ausgestellt. Was ist 2015 neu?

In Marseille haben wir 2013 den ersten Prototyp der Scanstraße

gezeigt. Er hat die Idee vermittelt, allerdings standen wir damals

noch ziemlich am Anfang. 2015 haben wir mit einer Scanstraße

aufgewartet, die vollautomatisch läuft und die sich mit ihrem ho-

hen Durchsatz zum ersten Mal dafür eignet, ganze Sammlungen

zu digitalisieren.

Worin liegen weitere besonderheiten der scanstraße?

Momentan erfasst die Scanstraße Geometrie und Textur eines

Objekts, sie ist farbkalibriert und ermittelt die reale Größe der

Objekte. Dazu haben wir die Kameras kalibriert. Wir kennen also

das Verhältnis von Pixeln zu Metern und können die Aufnahmen

entsprechend umrechnen. Über eine Farbskala kalibrieren wir

die Kameras auf Farbechtheit. Wir haben jeder Kamera eine

Farbpalette »gezeigt« und sie auf diese Weise normiert. Da wir

das Scankonzept wie eine Art Steckbausystem konzipiert haben,

lassen sich jederzeit weitere Scanner hinzufügen. Momentan

können Kunstschätze von einer Größe bis zu 60 Zentimetern Höhe

von oben und unten gescannt werden. Man könnte allerdings

auch Scanner addieren, die etwa volumetrische Daten erfassen wie

zum Beispiel ein Ultraschallscanner.

Wann können museen und andere interessenten die scanstraße nutzen?

Für das Frühjahr 2016 planen wir, die vollautomatische Scanstraße

zunächst in weiteren Museen zu testen. Anschließend soll sie kom-

merzialisiert werden. Zudem entwickeln wir die Scanstraße weiter:

Neben der Form und dem Aussehen des Objekts soll sie künftig

ebenso vollautomatisch auch die optischen Materialeigenschaften

erfassen, also die Refl exionseigenschaften.

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21m e d i Z i n

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte, heißt es. Doch manchmal

lassen sich auch Bildern ihre Geheimnisse nur durch lange und

zähe Analysen entlocken, so etwa im Klinikalltag: Während

Brüche auf Röntgenaufnahmen für das geschulte Auge auf

den ersten Blick zu erkennen sind, müssen Krankenhausärzte

vielfach mehrere Stunden opfern, um Bilder der Computer-

tomographie oder Magnetresonanztomographie auszuwerten.

Besonders fordert dabei die Analyse im Kopf-Hals-Bereich

heraus, denn hier liegen zahlreiche verschiedene Strukturen auf

relativ engem Raum beisammen.

tumorbestrahlung im Kopf-hals-bereich

Bevor die Klinikärzte beispielsweise einen Tumor im Kopfbe-

reich bestrahlen, beugen sie sich etwa vier Stunden lang über

die entsprechenden Computertomographie-Aufnahmen und

markieren die Region einzelner Strukturen in den Bilddaten,

etwa Rückenmark, Blutgefäße und Kehlkopf. Exakt vorzuge-

hen, ist hierbei überlebenswichtig für den Patienten: Bei einer

Strahlentherapie »beschießen« die Ärzte den Tumor schließlich

mit hochenergetischen Strahlen und zerstören ihn auf diese

Weise. Empfindliche Organe, die in nächster Nähe liegen,

dürfen durch die Strahlen nicht allzu sehr geschädigt werden.

Visual Computing erleichtert es den Ärzten deutlich, Strukturen

zu identifizieren. »Mit KOHALA, unserem ›KOpf-HALs-Atlas‹ für

die Strahlentherapie, dauert die Auswertung statt vier Stunden

nur noch vier Minuten«, bestätigt Dr. Stefan Wesarg, Leiter

der Abteilung »Visual Healthcare Technologies« am Fraunhofer

IGD. Das Herzstück von KOHALA ist das Modell CoSMo. Das

»Coupled Shape Model« erkennt die verschiedenen Struktu-

ren, beschriftet sie entsprechend und segmentiert sie – es malt

quasi ihre Ränder nach.

In dem Sana-Klinikum Offenbach und in den Unikliniken

Gießen und Marburg wurde die Software bereits evaluiert:

Die Ärzte haben sie an je 20 Patientendatensätzen getestet.

Momentan erhöhen die Forscher die Genauigkeit der Segmen-

tierung. Ist dies geschafft, plant der Industriepartner Medcom

GmbH, eine Fraunhofer-Ausgründung, KOHALA auf den Markt

zu bringen.

minimalinvasive Eingriffe im Kopfbereich

Viele Operationen sind mittlerweile minimalinvasiv und damit

sehr schonend für den Patienten. Bei einem solchen Eingriff ist

nämlich kein großer Schnitt nötig: Müssen beispielsweise die

Polypen entfernt werden, führen die Ärzte das Endoskop durch

die Nase ein. Da das Werkzeug auf seinem Weg zum Ziel dem

Gehirn jedoch recht nahe kommt, müssen die Ärzte solche

Eingriffe mehrmals üben. Trainingssysteme dafür bietet die

Phacon GmbH in Leipzig:, ein künstlicher Kopf, bei dem an der

L a n g e Z e i t w a r d e r B l i c k i n d a s I n n e re d e s l e b e n d e n K ö r p e r s s c h w i e r i g , w e n n n i c h t g a r u n m ö g l i c h .

M i t t l e r w e i l e l a s s e n u n s R ö n t g e n s t r a h l e n u n d C o . i n d e n L e i b h i n e i n s c h a u e n . D o c h d i e B i l d e r g e b e n

i h re G e h e i m n i s s e o f t n u r d u rc h e i n e l a n g w i e r i g e A n a l y s e p re i s . V i s u a l C o m p u t i n g – g e n a u e r g e s a g t

d i e b i l d b a s i e r t e A u f b e re i t u n g e x i s t e n z i e l l e r G e s u n d h e i t s d a t e n – k a n n d i e K l i n i k ä r z t e e n t l a s t e n .

ANSPRECHPARTNER STEFAN WESARG

ViSual computing in dEr klinik

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22 m e d i Z i n

einfacher. Dann reicht es, wenn die Ärzte die Lymphknoten in

der aktuellen Aufnahme per Klick markieren«, erklärt Wesarg.

Alles Weitere läuft automatisch. Ohne Zutun des Mediziners

werden die Lymphknoten segmentiert, ihr Volumen wird

berechnet und mit dem entsprechenden Knoten auf älteren

Aufnahmen verglichen. Zu Testzwecken haben die Forscher ihre

Software bereits an Kliniken ausgeliefert. Im Jahr 2016 sollen

alle OraMod-Einzelentwicklungen in das Gesamtvorhersage-

modell integriert und mit den ersten Daten gefüttert werden –

so auch die Software des Fraunhofer IGD.

Prostatakrebs gezielter behandeln

Welche Behandlung ist für den Patienten die beste? Die Antwort

auf diese Frage ist oft ebenso individuell wie der Krankheitsverlauf.

Mediziner speichern Patientendaten daher – selbstverständlich da-

tenschutzkonform –, weil sie ähnlich gelagerte Fälle finden wollen,

um Patienten möglichst gezielt behandeln zu können. So auch in

einer dem Uniklinikum Hamburg-Eppendorf angegliederten Pri-

vatklinik: Hier haben die Ärzte bereits 20.000 Datensätze von Per-

sonen erhoben, die an Prostatakrebs leiden – ein Datenwust, den

man mit herkömmlichen Tools kaum noch handhaben kann. Das

Team rund um Professor Jörn Kohlhammer, der am Fraunhofer IGD

die Abteilung »Informationsvisualisierung und Visual Analytics« lei-

tet, bietet nun eine Lösung. »Wir haben eine Software entwickelt,

die Gemeinsamkeiten zwischen den Datensätzen erkennt und

diese mithilfe des Arztes in verschiedene Gruppen einteilt«, sagt

Kohlhammer. Seit 2013 ist die Software an der Uniklinik bereits

im Einsatz – vorerst allerdings nur in der Forschung. Die Mediziner

versuchen damit unter anderem herauszufinden, welche Gemein-

samkeiten Patienten aufweisen, bei denen die Behandlung wenig

Erfolg zeigte. Auch die Frage, welche Gene für die verschiedenen

Formen von Prostatakrebs verantwortlich sind, hoffen die Ärzte

auf diese Weise beantworten zu können.

Stelle der Nase ein Loch klafft. Dort hinein können die Ärzte

verschiedene Aufsätze stecken – und dann beispielsweise die

Polypen herausoperieren.

Als Grundlage für die Modelle nutzen die Mitarbeiter der

Phacon GmbH verschiedene computertomographische Pati-

entenaufnahmen. Bislang werten sie diese mühselig per Hand

aus. Die Forscher am Fraunhofer IGD weiten ihr Modell CoSMo

daher nun auf die Nase und die Nebenhöhlen aus. Bis zum

Sommer 2016 soll die erste Version der Software stehen. Auf

lange Sicht ist es sogar denkbar, dass die Ärzte sehr schwierige

OPs zunächst an patientenspezifischen Modellen durchspielen

können.

mundhöhlenkrebs zuverlässig und schnell erkennen

Auch beim Mundhöhlenkrebs, dem sechshäufigsten Krebs

weltweit, kann Visual Computing gute Dienste leisten. Das

Tückische an dieser Krebsart: Sie lässt sich bei den meisten Men-

schen zunächst problemlos behandeln, taucht aber bei jedem

zweiten Betroffenen später erneut auf. Gibt es Indikatoren, die

dies frühzeitig und zuverlässig anzeigen können? Diese Frage

wollen Wissenschaftler im EU-Projekt OraMod beantworten:

Sie erstellen ein Modell, das anhand von einem ganzen Bündel

individueller Patientendaten ermittelt, wie wahrscheinlich ein

Rückfall ist. Einer der möglichen Indikatoren sind vergrößerte

Lymphknoten. Diesem Puzzlestein des Projekts OraMod widmen

sich die Forscher am Fraunhofer IGD.

Um die Lymphknoten zu untersuchen, schiebt der Arzt seinen

Patienten regelmäßig in die Röhre des Magnetresonanzto-

mographen. Dann folgt Fleißarbeit: Auf den aktuellen Bildern

suchen die Mediziner die Knoten und markieren sie. Stück für

Stück arbeiten sich die Mediziner anschließend durch die älteren

Aufnahmen. Wo sind die entsprechenden Knoten zu finden?

Sind sie größer geworden? »Mit unserer Software geht das weit

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K U R Z & K N A P P

VitaldatEn mESSEn – und lEiStungSfähig blEibEn

Wie hoch ist der Puls? Unter welchen Bedingungen ändert sich die

Herzfrequenz? Wie intensiv ist die Atmung? Aktivitäts- und Vital-

daten liefern vielfältige Informationen über einen Menschen und

können wichtige Rückschlüsse auf die körperliche und geistige

Entwicklung geben. Zunächst gilt es die Daten aufzuzeichnen und

sie dann auszuwerten − damit befasst sich das Kooperations-

netzwerk TakeCare. Anwender, Dienstleister, Produzenten und

Forschungseinrichtungen wie das Fraunhofer IGD entwickeln hier

gemeinsam innovative Assistenzsysteme und Dienstleistungen für

den Menschen. Das Netzwerk stellt Technologien bereit, ermög-

licht ihren Betrieb, bereitet den Markteintritt vor und unterstützt

eine nachhaltige Wertschöpfung.

Im Mittelpunkt von TakeCare steht der Mensch, denn die

Assistenz mittels Aktivitäts- und Vitaldaten kann die körperliche

Leistungsfähigkeit langfristig und bis ins hohe Alter unterstützen.

So erkennen entsprechende Apps auf einer Smartwatch etwa

einen Sturz des Nutzers und informieren Pfl egekräfte oder setzen

einen Notruf ab, wenn sich die Vitaldaten gravierend ändern.

Zudem können Vitaldaten auf eine nächtliche Unterzuckerung von

Diabetikern oder eine beginnende Demenz hinweisen. Hilfreich

sind sie auch dann, wenn es darum geht, die Wirksamkeit von

Medikamenten, Behandlungskonzepten oder Präventionsmaßnah-

men zu analysieren.

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grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam forSchEnforSchEnforSchEnforSchEnforSchEnforSchEn

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25r ü C k b l i C k & a u s b l i C k

Nach de r Wende war d i e Zukunf t fü r v i e l e M i ta rbe i t e r de r Fo r s chungsg ruppe D ig i t a lg raph ik am Fachbe re i ch

I n fo rmat i k de r Ros tocke r Un i ve r s i t ä t ungewi s s . D i e M i ta rbe i t e r h ingen quas i i n de r Lu f t . Au fge fangen

wurden s i e von P ro fe s so r Jo sé Lu i s Enca r nação , dem dama l igen I n s t i tu t s l e i t e r de s F r aunhofe r IGD . Im

25 . J ah r de s w iede r ve re in ig ten Deut s ch l ands fo r s chen Da rms täd te r und Ros tocke r W i s senscha f t l e r Hand

in Hand – ohne Grenze .

Deutschland im Freudentaumel − die Mauer, die das Land so lange

gespalten hatte, war offen. Unfassbar, ebenso unfassbar wie die

vorangegangene Trennung. Was folgte, war nicht immer nur ein-

fach: die Annäherung von Menschen aus ein und demselben Land,

deren Erfahrungen unterschiedlicher nicht hätten sein können.

25 Jahre später, genauer gesagt am 17. Juni 2015, resümierte

das Fraunhofer IGD und fragte bei der Veranstaltung »Grenzenlos

gemeinsam forschen«, wie es um die gemeinsame Forschungsge-

schichte der Standorte Darmstadt und Rostock steht. Der Festakt

erfolgte im Rahmen der Veranstaltungsreihe des Landes Hessen

»Grenzen überwinden«.

Der emeritierte Professor José Luis Encarnação, der das

Fraunhofer IGD zu Zeiten der Wende leitete, sein Nachfolger

Professor Dieter W. Fellner sowie Professor Bodo Urban, Standort-

leiter des Fraunhofer IGD in Rostock, erinnern sich an die Zeit vor,

während und nach der Wende – und blicken nach vorne.

Professor urban, sie haben vor der Wende in der Forschungs-

gruppe digitalgraphik an der universität rostock gearbei-

tet, woraus der heutige rostocker teil des Fraunhofer igd

hervorging. Wie haben sie die Zeit in der ddr aus sicht des

Forschers empfunden?

Professor Urban: Vor der Wende waren wir die stärkste Compu-

tergraphikgruppe in der DDR. Als solche haben wir natürlich auch

die Arbeiten von Professor Encarnação verfolgt, der auf der anderen

Seite der Mauer die ersten Graphikstandards entwickelt hat. Insge-

samt wurden die Natur- und Ingenieurwissenschaften in der DDR

nicht ganz so politisiert wie die Geisteswissenschaften, schließlich

waren unsere technischen Entwicklungen nicht so eng an politische

Interpretationen gebunden. Die Einschränkungen, die wir zu spüren

bekommen haben, lagen daher weniger im Inhaltlichen als vielmehr

im Kulturellen und Sozialen – etwa hinsichtlich dessen, was wir und

wo wir veröffentlichen durften, beim Kontakt zu anderen Wissen-

schaftlern, beim Reisen und natürlich bei der Ausstattung.

Wie ging es nach der Wende weiter?

Professor Urban: Die Wende hieß für uns zunächst vor allem,

dass unsere Kooperationspartner von der Bildfl äche verschwanden.

Die Frage war nun: Was sollte aus unserer Gruppe werden? Wir

hatten schon in der Wendezeit Kontakt zu Professor Encarnação

aufgenommen – er hat sich sehr für uns engagiert.

Professor Encarnação: Ich habe zunächst eine Außenstelle

des Darmstädter Zentrums für Graphische Datenverarbeitung in

Rostock gegründet und Mitarbeiter auf diese Weise aufgefangen.

Im Januar 1992 hatten wir dann die Chance, einen

Fraunhofer-Verbund aufzubauen.

Professor Urban: In der Aufbauphase haben wir sehr viel

Unterstützung aus Darmstadt erhalten. Die Kollegen dort haben uns

beispielsweise in EU-Projekte aufgenommen − für uns natürlich voll-

kommenes Neuland. Auch was die IT anging, hatten wir im Osten

Defi zite, weil aktuelle Technologien für uns häufi g nicht zugänglich

waren. Diese Lücke konnten wir jedoch schnell schließen. Eines

dieser EU-Projekte war eine der ersten Anwendungen des World

Wide Web − die Verbreitung von Informationen zur europäischen

Forschungsförderung. Das war eine sehr spannende Zeit!

ANSPRECHPARTNER BODO URBAN

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26 r ü C k b l i C k & a u s b l i C k

Professor Encarnação, wie sah es mit denjenigen

Personen aus, die sich in der stasi oder in der sEd

engagiert hatten?

Professor Encarnação: Die Rostocker Forschergruppe war

natürlich nicht frei von Leuten, die Mitglied in der Partei

gewesen waren oder der Staatssicherheit angehört hatten. Man

muss allerdings unterscheiden: Einige von ihnen waren nur in

diesen Organisationen, um sich und der Digitalgraphikgruppe

die nötigen Forschungsmöglichkeiten zu eröffnen – um also zu

Tagungen und Konferenzen reisen zu können. Gefährlich waren

die, welche wirklich linientreu anderen Schaden zugefügt ha-

ben. Sie waren in der Gruppe nicht tragbar. Diese Problematik

haben die Mitarbeitenden untereinander im Wesentlichen selbst

gelöst, und zwar auf eine sehr selbstbewusste, zielorientierte,

aber auch sehr faire und kollegiale Weise. Sie haben bewusst

zukunftsorientiert über diese Fragen gedacht und gehandelt.

Dabei haben sie intensiv nach vorn geschaut und getragen von

gemeinsamen Hoffnungen und Zielen diese Diskussion geführt

und dafür auch gute Lösungen gefunden. Sie haben konstruktiv

miteinander weitergearbeitet und sich dabei nicht mit einer

destruktiven Vergangenheitsbewältigung aufgehalten. Auch

darin sehe ich einen Grund für den großen Erfolg der Gruppe.

Worin sahen sie weitere stärken der rostocker?

Professor Encarnação: Die Naturwissenschaftler und Ingenieure

in der DDR hatten eine sehr gute mathematische Ausbildung.

Zudem waren sie es gewohnt, mit knappen Ressourcen zu

arbeiten – sie sind daher sehr systematisch und wissenschaftlich

an die Dinge herangegangen. Während wir im Westen eher

die pragmatische amerikanische Herangehensweise hatten und

Dinge auch einfach mal ausprobiert haben, kümmerten sich

die Rostocker Mitarbeiter schon vorher um mögliche Fehler.

Misslungene Experimente konnten sie sich bei den knappen

Ressourcen nicht leisten.

Professor urban, wie haben sie die junge Zusammenarbeit

zwischen rostock und darmstadt empfunden?

Professor Urban: Wir haben von Anfang an gleichberechtigt

zusammengearbeitet. Die Grenze in den Köpfen einzureißen, war

im Umfeld der Wissenschaft deutlich einfacher als in anderen

Bereichen. Herablassende Sprüche gab es nie – nur ein starkes

Wissensbedürfnis, wie die Dinge in der DDR gelaufen sind. Heute

gibt es keine Grenzen mehr zwischen Darmstadt und Rostock:

Wenn es je welche gab, haben wir sie überwunden.

Professor Fellner, sie haben die Leitung des Fraunhofer igd im

Jahr 2006 übernommen. Wo soll die reise künftig hingehen?

Professor Fellner: In gewisser Hinsicht führe ich das

Erbe von Professor Encarnação fort. Ich sorge für die

Rahmenbedingungen, dass die beiden deutschen Standorte

auch weiterhin gut zusammenarbeiten können. Mein Ziel ist es,

Rostock und Darmstadt konzeptionell näher zusammenrücken zu

lassen und eine noch offenere Kommunikation zu etablieren. Das

zeigt sich unter anderem im Fraunhofer-Strategieprozess: Wir

erarbeiten keine Rostocker und Darmstädter Strategie, sondern

eine gemeinsame Visual-Computing-Strategie, die für das

gesamte Fraunhofer IGD mit allen vier Standorten gilt.

die Zusammenarbeit zeigt sich auch in diversen Projekten.

gibt es so etwas wie ein gemeinsames Leuchtturmprojekt?

Professor Fellner: Da könnte ich mehrere nennen. Sicherlich gehört

unser Industrie 4.0-Labor dazu, das wir derzeit in Rostock sowie in

Darmstadt aufbauen. Es dient als eine Art Demo-Raum, in dem wir

Industriekunden unsere Entwicklungen im Bereich Industrie 4.0 vor-

führen können. Die dort gezeigten Industrie 4.0-Konzepte stehen für

unsere gesamte Forscherfamilie. Rostock und Darmstadt symbolisieren

nicht nur, wie man Grenzen in den Köpfen überwindet, sondern auch,

wie man geografi sch entfernt liegende Standorte verbindet.

Die Teilnehmer der Podiumsdiskussion »Grenzenlos gemeinsam forschen« am 17. Juni 2015 im Fraunhofer IGD in Darmstadt: v. l. n. r. Dr. Norbert Niebert (Ericsson), Dr. Robert Heinrich (House of IT), Prof. em. Dr. Jose L. Encarnação (TU Darmstadt), Prof. Dr. Bodo Urban (Fraunhofer IGD), Dr. Michael Horn (»Darmstädter Echo«)

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Mitunter ist es zum Haare raufen. Wo – verfl ixt noch mal – fi ndet

sich gleich wieder diese und jene Einstellung beim Smartphone?

Mal ehrlich, die meisten Smartphones bieten weitaus mehr Funkti-

onen, als wir tagtäglich nutzen. Die Suche nach einer bestimmten

Einstellung kann daher Zeit und Nerven kosten. Ähnlich mag es

den Nutzern komplexer Geoinformationssysteme, kurz GIS, gehen,

wenn sie sich durch ihre Software hangeln. Auch diese Systeme

sind nämlich wahre Tausendsassa. Sie können quasi alles, was das

Herz begehrt. Allerdings wird das Programm somit auch äußerst

komplex und schnell etwas unübersichtlich – und noch dazu muss

man dafür recht tief in die Tasche greifen.

software individuell zusammenstellen

Nach der Devise »Weniger ist mehr« haben die Forscher am

Fraunhofer IGD nun das Baukastensystem GEOToolbox entwickelt.

Der große Vorteil: Damit können sich die Nutzer ihr Softwarepaket

individuell zusammenstellen. Sie erwerben also nur diejenigen

Komponenten, die sie auch brauchen – die Software wird somit

übersichtlicher und kostengünstiger.

Die Basis für die GEOToolbox ist der CityServer3D, der 3D-Stadt-

modelle auf lebendige Weise nutzbar macht und der ebenfalls

aus den Hallen des Fraunhofer IGD stammt. Die Forscher haben

den CityServer3D inzwischen modularisiert: Sie haben sämtliche

nutzbare Dienste herausgenommen und diese quasi auf eigene

Füße gestellt, sprich sie bieten die Dienste nun gesondert an.

Auf diese Weise können die Wissenschaftler Kundenwünsche

sehr viel fl exibler erfüllen. Alternativ können sich die Kunden ihre

Software auch selbst zusammenstellen, und zwar passgerecht.

Stadtplaner brauchen künftig kein fest vorgefertigtes Softwarepaket mehr zu kaufen, sondern können sich die Tools

nach ihren Wünschen und Anforderungen selbst zusammenstellen – mithilfe des Baukastensystems GEOToolbox.

Langfristig planen die Forscher, die einzelnen Dienste zusätzlich als

Software-as-a-Service (SaaS) anzubieten: Kunden, die die Software

nur gelegentlich brauchen, müssten sich diese nicht kaufen,

sondern könnten sie in Form einer Dienstleistung des Fraunhofer

IGD nutzen.

Beispiele für solche Mikrodienste gibt es viele. So lassen sich bei-

spielsweise Dateiformate mit der GEOToolbox umwandeln, etwa

ein Standard-3D-Format in ein visualisierungsfähiges Format. Ein

anderes Exempel ist das Gebäude-Tiling: Um Daten eines digitalen

Gebäudemodells nicht gänzlich laden zu müssen, unterteilt man

es in Kacheln, die man fl exibel laden kann. Mit der GEOToolbox

lassen sich solche Kacheln erzeugen und anpassen.

rechnen in der Cloud

Zudem sind alle Einzelkomponenten der GEOToolbox cloudfähig.

Die Rechenpower liefert also nicht das jeweilige Endgerät, sondern

die Cloud. Das bietet mehrere Vorteile. Zum einen kann der

Anwender Endgeräte nutzen, die ansonsten zu wenig Rechen-

power für die Anwendungen hätten, also etwa ein Smartphone.

Zum anderen kann der Anwender die Rechenkapazität an den

Rechenaufwand anpassen und auch große Datenmengen schnell

und effi zient verarbeiten und visualisieren. Der Computer würde

bei aufwendigen Berechnungen schnell an seine Grenzen gelan-

gen – Geduld wäre gefragt. Nicht so in der Cloud: Hier lässt sich

die Rechenleistung bei Bedarf vergrößern. Zudem kann der Nutzer

bei der GEOToolbox mehrere Prozesse parallel laufen lassen, egal

ob es sich dabei um gleiche oder unterschiedliche Anwendungen

handelt.

g e o to o l b o x

SoftwarE flEXibEl zuSammEnSEtzEn

ANSPRECHPARTNERIN EVA KLIEN

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Bernt Schiele 2004-2010

Dieter W. Fellner 2007-heute

Michael Goesele

2007-heute

Stefan Roth

2007-heute

Jose L. Encarnacao

1975-2009

1990 20101980 2000

Marc Alexa 2002-2005

Reinhard Klein 1999-2000

Arjan Kuijper 2015-heute

Wolfgang Strasser 1978-1986

Konrad Schindler

2009-2010

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29V i s u a l C o m p u t i n g @ d a r m s t a d t

ViSual computing@darmStadt

Aus den Lüften betrachtet muss es wirken wie unzählige Amei-

senstraßen: Mehr als 40.000 Studierende strömen tagtäglich in

Darmstadts Hörsäle, Bibliotheken oder in die Mensa. Nicht umsonst

also gilt die 150.000 Einwohner zählende »kleine« Großstadt als

Wissenschaftsstadt: Neben der Universität sind hier nämlich über 30

weitere Institute und Forschungseinrichtungen beheimatet.

Visual Computing – ein besonderes Juwel

Besonders stark ist die hessische Stadt im Visual Computing, denn

hier sitzt das Fraunhofer IGD – das VC-Know-how der dortigen

Forscher illustriert der vorliegende Jahresbericht. Ein Teil der

Expertise des Fraunhofer IGD liegt in der engen wissenschaftlichen

Anbindung an die TU Darmstadt begründet. Das Fachgebiet GRIS,

kurz für Graphisch-Interaktive Systeme, gründete Professor José

Luis Encarnação vor 40 Jahren. Heute arbeiten mehrere Fachgebiete

im Bereich Visual Computing eng zusammen: Für das Fachgebiet

»Graphisch-Interaktive Systeme« hat Professor Dieter W. Fellner die

Leitung übernommen, für »Graphics, Capture and Massively Parallel

Computing« ist Professor Michael Goesele zuständig und den

Fachbereich »Visual Inference« hält Professor Stefan Roth inne.

neue Kooperations- und honorarprofessuren stärken die Verbindung von tu und Fraunhofer igd

Seit Mitte 2015 gibt es ein weiteres Fachgebiet. Im Rahmen einer

Kooperationsprofessur widmet sich Professor Arjan Kuijper dem

Thema »Mathematisches und Angewandtes Visual Computing«, das

heißt, Kuijper forscht wie gehabt hauptsächlich am Fraunhofer IGD.

20 Prozent seiner Zeit ist allerdings für die TU reserviert, wo er eine

eigene Forschungsgruppe aufbaut. Und was verbirgt sich hinter dem

kompliziert klingenden Namen des Lehrstuhls? Zusammengefasst

könnte man sagen, Kuijper schließt die Lücke zwischen Mathematik

und Informatik. Während Mathematiker sich nämlich oft schwertun,

was die Anwendungen angeht, so kommen Informatiker umgekehrt

bei den mathematischen Konzepten leicht ins Straucheln. Kurzum:

Es braucht an der TU Darmstadt eine Person, die beide Sprachen

sprechen kann und aus der Mittelposition heraus dolmetscht. Und

diese Person ist Arjan Kuijper.

Als Anerkennung seiner wissenschaftlichen Leistungen erhielt

Professor Jörn Kohlhammer 2015 eine Honorarprofessur – er kann

mit den Studenten somit verstärkt kooperieren und die Grund-

lagen- und Anwendungsforschung im Visual Computing noch

enger verknüpfen. Im Fokus von Kohlhammers Forschungen steht

die User Centered Visual Analytics, sprich Kohlhammer möchte

lernen, wie die Nutzer denken, und möchte die Nutzer bei allen

VC-Entwicklungen stärker miteinbeziehen.

Wie wichtig das Thema Visual Computing in Darmstadt ist, zeigt

auch die neue Dachmarke »VC@Darmstadt«: Sie wurde zum

40-jährigen Jubiläum des Fachbereichs GRIS am 3. Dezember

eingeführt und verleiht den VC-Lehrstühlen einen gemeinsamen

Überbau für ihre Außenwirkung.

ANSPRECHPARTNER JÖRN KOHLHAMMER, ARJAN KUIJPER

Jede r S tandor t ha t s e ine Juwe len – so auch d i e W i s senscha f t s s t ad t Da rms tad t . E in Juwe l i s t da s V i sua l

Comput ing , denn s ch l i eß l i ch i s t i n Da rms tad t da s F r aunhofe r IGD behe imate t , ebenso w ie das Fachgeb ie t

»Graphische Interakt ive Systeme« der Technischen Univers i tät , kurz GRIS , das in d iesem Jahr 40 geworden i s t .

Die neuen Professoren 2015: Prof. Dr. Jörn Kohlhammer und Prof. Dr. Arjan Kuijper

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ihre Anwendungen auf die verwendeten Endgeräte zuschneiden.

Mittlerweile brauchen sie sich darüber keinerlei Gedanken mehr

zu machen – sie liefern einfach ihre beliebig große Datei bei

der Technik ab, der Rest läuft automatisch. Interessant ist das

unter anderem für die Automobilindustrie: Mittlerweile reicht

der Browser, um ein komplettes Auto zu visualisieren. Früher

benötigte man Spezialgeräte.

Aktuell arbeitet Johannes Behr an der Sicherheit: Bei heiklen

3D-Daten wie einem neuen Automodell kann es riskant sein, sie

auf Endgeräte zu laden. Wenn die Daten jedoch in der Cloud

liegen, bringt das andere Nachteile mit sich. Der Forscher setzt

daher auf eine hybride Technik: »Wir wandern zwischen Cloud

und Endgerät hin und her – je nachdem, was sich für die jeweilige

Anwendung gerade besser eignet.«

behr verleiht 3d-internet ein gesicht

In der Fachwelt ist der begeisterte Kletterer weithin sichtbar

und sehr bekannt. Man könnte sagen: Johannes Behr ist das

Gesicht des 3D-Internets. So sitzt der Abteilungsleiter im Board of

Directors des Web-3D-Konsortiums, das Mitarbeiter internationaler

Forschungseinrichtungen und deren Kollegen aus Industrieunter-

nehmen an einen Tisch bringt. Hand in Hand entwickeln sie die

Basistechnologien, um dreidimensionale Daten schnell im Internet

laden zu können. Den Chair hat Behr auch bei einer anderen

Gruppe inne: bei der W3C-CG »Declarative 3D«, in der sich alles

um Standardisierungen von Web-Technologie dreht. Kurzum: Aus

dem einst belächelten Visionär ist ein Experte geworden, dessen

Meinung die Fachwelt zu schätzen weiß – und der das Internet ein

kleines Puzzlestück weit revolutioniert hat.

»Das klappt doch nie!« Solche Unkenrufe schallten Dr. Johannes

Behr en masse entgegen, als er sich seit 2000 seiner Vision

verschrieb: Er wollte interaktive dreidimensionale Darstellungen

ins Internet bringen. Seine Kunden fanden diese Idee abstrus –

schließlich wurde ihre Geduld schon beim Öffnen einer PDF-Datei

auf die Probe gestellt, wie sollte das bitte erst bei großen

3D-Bildern werden? Doch Behr blieb hartnäckig. Nun, eineinhalb

Jahrzehnte später, gibt der Erfolg ihm Recht. »Es hat sich ausge-

zahlt, so frühzeitig auf das Internet zu setzen«, schmunzelt der

47-jährige Informatiker. »Mittlerweile hat das Thema ›Internet und

3D‹ starke industrielle Relevanz − mein gesamtes Team mit zehn

bis zwölf Leuten arbeit daran.« Der Wind hat sich also komplett

gedreht. Pustete er Behr anfangs kräftig entgegen, verleiht er ihm

nun den nötigen Schwung.

3d-internet – raus aus der spezialistenecke

Behr verfolgte seine Vision erfolgreich. Dies spiegelt unter anderem

der Innovation Award wider, den er 2015 auf der 20. Konferenz

des Web-3D-Konsortiums erhalten hat – als Anerkennung für seine

Leistungen, 3D-Inhalte webfähig zu machen. Zum Beispiel hat Behr

im Jahr 2009 ein Integrationsmodell entwickelt, das HTML-Entwick-

lern ermöglicht, was zuvor nur Spezialisten vermochten: 3D-Inhalte

ins Netz zu stellen. »Wir haben das Dreidimensionale im Internet

aus der Spezialistenecke herausgeholt«, fasst der Vater eines

sechsjährigen Sohnes zusammen.

Bei großen Daten stieß die Technik allerdings an Grenzen. In

einem weiteren Schritt arbeiteten Behr und sein Team daher

daran, auch riesige Datenmengen − »Big Data« genannt − ins

Web einbinden zu können. Bis dato mussten HTML-Entwickler

3 d - i n t e r n e t

Dre id imens iona l e Sp i e l e , CAD-Mode l l e neue r Au tos – ohne D r. Johannes Beh r wä ren 3D- Inha l t e im In te r ne t

n i ch t da s , was s i e heu te s i nd .

ANSPRECHPARTNER JOHANNES BEHR

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32 W i s s e n s C h a f t l i C h e r n a C h W u C h s

Das Ziel: Man möchte die Stärken beider Einrichtungen vereinen,

also Grundlagenforschung und angewandte Forschung näher

zusammenführen. Im Alltag sieht das so aus: Während die

Mitarbeiter des Fraunhofer IGD austüfteln, wie sich bestimmte

Herausforderungen in der Industrie lösen lassen, versuchen die mo-

mentan acht VCRIC-Doktoranden, den Grundlagen auf die Schliche

zu kommen. Die Fraunhofer-Forscher greifen die Konzeptlösungen

der Doktoranden auf und überführen sie in Richtung Anwendung.

Vice versa machen sie Themen aus der angewandten Forschung

ausfindig, bei denen Bedarf nach Grundlagenforschung besteht.

Kurzum: eine Win-win-Situation für beide Seiten.

Zwar sind die VCRIC-Doktoranden tagtäglich in den Laboren und

Büros des Fraunhofer IGD anzutreffen, doch auf ihrem Konto

finden sich Gehaltszahlungen der Universität Rostock. Die nötigen

Projektmittel stellen das Bildungsministerium Mecklenburg-Vor-

pommern und die Universität Rostock zur Verfügung.

informatik-rallye in darmstadt

Weitaus jüngere Forschungsbegeisterte trafen sich beim Bundes-

wettbewerb Informatik. Im jährlich stattfindenden Wettbewerb

stellten sie rund ein Jahr lang und in drei Runden ihre Kenntnisse

unter Beweis. Das Fraunhofer IGD hat den diesjährigen Wettbe-

werb in Darmstadt unterstützt. Bei der Informatik-Rallye, die den

Teilnehmern Einblicke in aktuelle Forschungsprojekte bot, haben

die Fraunhofer-Forscher mitgewirkt.

Seit Millionen von Jahren haben sie sich entwickelt: Es geht um

menschliche Wahrnehmungs- und Erkennungsmechanismen. Ein

sekundenschneller Blick reicht und wir wissen, wer oder was vor

uns steht. Doch was genau steckt dahinter? Und wie lassen sich

diese Erkenntnisse umsetzen, wenn man Zusammenhänge und

Verhältnisse visuell darstellen will? Mit solchen und ähnlichen Fragen

beschäftigten sich Doktoranden sowie junge und gestandene

Wissenschaftler aus den USA, aus Großbritannien, Österreich und

Deutschland im August 2015 bei der einwöchigen »International

Summer School on Visual Computing« in Rostock, die das Fraunhofer

IGD gemeinsam mit der Universität Rostock organisiert hat.

Jeder Kurstag stand unter einem bestimmten Motto, so etwa

»Visuelle Wahrnehmung« oder »Mensch-Computer-Interaktion«.

Die Teilnehmenden konnten in Tutorien ihr Wissen vertiefen, bevor

Wissenschaftler in spannenden Forschungsvorträgen von ihrer

Arbeit berichteten. Die Abende waren gänzlich dem gegenseitigen

Austausch und dem Netzwerken gewidmet – so wurden beispiels-

weise die Grillzangen gezückt und ein Nachtwächter führte die

Teilnehmer durch das mondbeschienene Rostock.

Forschungszentrum für doktoranden

Auch über diese Augustwoche hinaus unterstützt das Fraunhofer

IGD junge Wissenschaftler, unter anderem im »Visual Computing

Research and Innovation Center« (VCRIC), einer gemeinsamen

Institution des Fraunhofer IGD und der Universität Rostock.

nachwuchS – hErEinSpaziErt!Die Zeiten s ind vorbei , in denen s ich in den Hörsälen der Natur- und Ingenieurwissenschaften die Studierenden

eng aneinanderdrängten, spr ich der Nachwuchs ist rar. Das Fraunhofer IGD wi l l daher junge Menschen früh für

das V isual Computing begeistern.

ANSPRECHPARTNER BODO URBAN

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35m e s s e n & V e r a n s t a l t u n g e n

Lass uns mal über den Tellerrand schauen, lautet eine Alltagsfl os-

kel. Wir alle wollen unseren Kunden passende Lösungen bieten

oder Lösungen für technische Probleme selbst fi nden. Was aber

tun wir dafür? Eine Methode besteht darin, im Büro zu sitzen,

nachzudenken und zu recherchieren. Ein anderer Weg ist der,

rauszugehen, sich mit Kollegen fachlich auszutauschen oder das

Gespräch mit potenziellen Kunden zu suchen – so fi nden wir

heraus, wo genau der Schuh drückt. Und so erweitern wir unseren

eigenen Horizont, aber auch den Horizont unserer Kunden.

Kunden ansprechend ansprechen

Ob auf Messen oder Veranstaltungen, Kunden sollten anspre-

chend mitgenommen und am Gespräch aktiv beteiligt werden.

Einen Demonstrator hat man nicht immer im Gepäck und mit

einer simplen PowerPoint-Präsentation ist es oft nicht getan.

Moderne, auf Tablets nutzbare Software-Tools sind der bessere

Weg, um stärker ins Detail zu gehen oder »spielerisch leicht« zu

Informationen zu kommen.

austausch interdisziplinär und intradisziplinär

Der Tellerrand, über den es manchmal zu schauen gilt, kann das

eigene Forschungsgebiet betreffen, in unserem Fall die Graphische

Datenverarbeitung. Und es geht noch darüber hinaus − gesell-

schaftspolitische Fragen wollen erörtert werden und lassen sich

anhand des eigenen Forschungsgebiets refl ektieren − so wie

bei den jährlichen Treffen der Academia Europaea. Diese führen

immer wieder zu spannenden Diskussionen und bedeuten direktes

»Netzwerken mit Wissensaustausch«.

messen und Veranstaltungen 2015

Hier eine kleine Auswahl der Messen und Veranstaltungen 2015,

an denen das Fraunhofer IGD beteiligt war:

Jugend forscht 2015 – Regionalwettbewerb Hessen-Süd,

Darmstadt, 12.2.2015

Cebit 2015, Hannover, 16.3. – 20.3.2015

hannover messe 2015, Hannover, 13.4. – 17.4.2015

aaL-Kongress 2015, Frankfurt/M. 29.4. – 30.4.2015

science meets business »grenzenlos gemeinsam Forschen«,

Darmstadt, 17.6.2015

Web3d aCm Conference 2015, Heraklion, Griechenland,

18.6.-21.6.2015

iWoar 2015, Rostock, 25.6. – 26.6.2015

siggraPh 2015, Los Angeles, USA, 9.8. – 13.8.2015

summer school 2015, Rostock, 17.8. – 21.8.2015

go-3d 2015, Rostock, 3.9.2015

academia Europaea 2015, Darmstadt, 7.9. – 10.9.2015

intErgEo, Stuttgart, 15.9. – 17.9.2015

go-Visual 2015, Berlin, 8.10.2015

Color and imaging Conference 2015, Darmstadt,

19.10.-23.10.2015

digital heritage 2015, Granada, Spanien, 28.9. – 2.10.2015

medica 2015, 16.11. – 19.11.2015

rsna, Chicago, USA, 29.11. – 4.12.2015

40 Jahre gris, 3.12.2015

www.igd.fraunhofer.de/EventsMessen

horizontE ErwEitErn

m e s s e n u n d V e r a n s ta lt u n g e n

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SpiElEriSch lEicht zur information

Be i f ronta l ausger i chte ten P räsenta t ionen mag mancher ge langwe i l t in se inen S tuh l zurücks inken . V ie les des

Gesagten s t römt unbeachte t an der Wahrnehmung der Zuhörer vorbe i . Mi t P räsenta t ionswerkzeugen wie

ins tantP resenta t ion und In fo land h ingegen können s i ch Zuhörer oder Messebesucher se lbs t durch d ie Inha l te

h indurchbewegen und das sp ie le r i s ch l e i ch t und in tu i t i v.

anzupassen, können die Aussteller direkt im Präsentationssystem

editieren: Über eine versteckte Bearbeitungsfunktion lassen sich

per Touch unter anderem neue Inhalte einbinden, die Anordnung

der Inhalte auf dem Bildschirm verändern oder weitere virtuelle

Exponate anlegen. Auch Anmerkungen und Notizen werden in

Kundengesprächen direkt auf dem Tisch gespeichert.

Selbstredend ist die Software nicht auf den Einsatz auf Messen wie

der CeBIT oder der Hannover Messe beschränkt – ebenso wenig wie

ihr Pendant, das Software-Tool Infoland, das Forscher von Fraunhofer

IDM@NTU in Singapur zusammen mit den Kollegen von Fraunhofer

Austria entwickelt haben: Beide Tools bieten sich auch für Foyers

oder Präsentationsräume von Firmen an. Dort können sie etwa die

Organisationsstruktur verdeutlichen oder die verschiedenen Projekte

vorstellen, und zwar auf spielerische Weise. Kurzum: Die Tools eignen

sich überall dort, wo komplexe Datenräume spannend und eingängig

dargestellt werden sollen. So wird Infoland beispielsweise in der

deutschen Botschaft in Singapur eingesetzt. Besucher der Botschaft

können sich an einem Multitouch-Tisch spielerisch und intuitiv durch

die hinterlegten Inhalte bewegen und sich auf diese Weise über

Deutschland informieren. Sollen gegenwärtige Ereignisse dargestellt

werden, kann jeder Berechtigte die Inhalte schnell und einfach

aktualisieren, und zwar selbst dann, wenn ein Kunde die Präsentation

gerade nutzt. Programmierkenntnisse braucht man dazu nicht. Als

Tor zu den Informationen mag sich vielfach ein Multitouch-Tisch

anbieten – nötig ist er allerdings nicht. Beide Software-Tools sind

nämlich webbasiert und laufen auf jedem beliebigen touchfähigen

Endgerät, sei es ein Flachbildschirm, Tablet oder Smartphone.

Was? Wie? Weihnachten – jetzt schon!? Und schon saust man

in der letzten Minute los, um schnell noch ein paar Geschenke

zu kaufen. Viele Messeaussteller dürften sich an diese alljährliche

Hektik erinnert fühlen, wenn der lang bekannte Messetermin

»urplötzlich« über einen hereinbricht. Und so kommt beim

Standaufbau oftmals große Eile auf. Beispielsweise merkt man,

dass die Präsentation für das Exponat gar nicht aktuell ist, sondern

dass sich vielmehr eine alte Version hineingemogelt hat. Mit dem

Software-Tool instantPresentation des Fraunhofer IGD ist man

für solche spontanen Änderungen bestens gewappnet: Innerhalb

weniger Sekunden sind die alten Folien durch den aktuellsten

Stand ersetzt − und das, obwohl die Software einen ganzen

Haufen weiterer Inhalte beherbergt.

Steht wenig später der Messebesucher vor dem zugehörigen

Multitouch-Tisch, so sieht er alle hinterlegten Inhalte darauf

abgebildet, und zwar in Form mehrerer Kacheln. Diese Kacheln

können etwa verschiedene Exponate oder Software-Demos

repräsentieren. Tippt der Nutzer auf eine dieser Kacheln, ändert

sich die Ansicht: Er sieht nun alle Informationen, die zu dem

ausgewählten Exponat gespeichert sind, seien es Videos, Bilder,

PowerPoint-Präsentationen oder interaktive 3D-Modelle. Möchte

sich der Messebesucher beispielsweise einen Film ansehen, wird

dieser zusätzlich auf einem großen Bildschirm hinter dem Multi-

touch-Tisch abgespielt. Das Besondere: Während der Kunde dies

tut, kann der Aussteller bereits weitere Inhalte öffnen, die er dem

Interessenten anschließend zeigen möchte. Und sollte es während

der Messe notwendig sein, die virtuellen Exponate noch einmal

ANSPRECHPARTNER THOMAS RUTH, VOLKER SETTGAST

36 m e s s e n & V e r a n s ta lt u n g e n

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37f r a u n h o f e r i g d i n s o Z i a l e n n e t Z e n

K U R Z & K N A P P

hightEch fÜr dEn

untErwaSSErEinSatz

Fraunhofer Maritim war der kleinste aller Fraun-

hofer-Gemeinschaftsstände auf der Hannover

Messe 2015. Größe war auch nicht nötig, denn

das Schlagwort Gemeinschaft war von Bedeu-

tung: Fünf Fraunhofer-Institute stellten mithilfe

von instantPresentation ein gemeinsames Exponat

ihrer Unterwassertechnologien auf die Beine.

Dass Fraunhofer an Unterwassertechnologien

forscht, verwundert sicher niemanden. Fünf

Fraunhofer-Institute nutzten die Themenfl äche

InwaterSolutions auf der Hannover Messe, um ihre

Unterwassertechnologien gemeinsam vorzustellen.

Um mit Kunden ins Gespräch zu kommen,

verzichteten sie allerdings auf große Geräte am

Messestand.

Das Präsentationswerkzeug InstantPresentation

konnte vermitteln, welche Lösungen die

Fraunhofer-Forscher in der Sensorik, in der

Verarbeitung und Auswertung von Bildern oder

im prototypischen Bau kompletter ferngesteuerter

und autonomer Unterwasserfahrzeuge anbieten

können. Sie zeigten gemeinsam, was es an

Fraunhofer-typischer Hochtechnologie gibt. Der

Hund liegt dann wie bei Vielem im Detail begraben

− um ihn aus seiner Hütte zu locken, kommen

Kunden und Fraunhofl er ins direkte Gespräch.

Der Mensch will und muss die Meere wirtschaftlich

nutzen. Damit er nachhaltig vorgeht, benötigt

er passende Technologien. Schließlich haben wir

nicht umsonst 2016 die Ozeane im Blickpunkt des

Wissenschaftsjahres. Eine Fortsetzung gibt es also

garantiert.

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39m e s s e n & V e r a n s t a l t u n g e n

Vom nEtzwErkEn mit wiSSEnSauStauSchIm Sep tember 2015 l ag das Zen t rum de r eu ropä i s chen W i s senscha f t i n Da rms tad t : Hoch rang ige Fo r s che r

ve r samme l ten s i ch au f de r 27 . j äh r l i chen Konfe renz de r Academia Eu ropaea – o rgan i s i e r t von P ro fe s so r

Fe l l ne r, Le i t e r de s F r aunhofe r IGD und des Leh r s tuh l s G raph i s ch - In te rac t i ve Sy s teme (GR IS ) an de r TU

Da rms tad t . Zudem g i l t Da rms tad t a l s W iege de r G raph i s chen Da tenve ra rbe i tung : Vo r 40 J ah ren g ründe te

P ro fe s so r Enca r nação h i e r den Leh r s tuh l und l eg te dami t d i e Ke imze l l e fü r da s F r aunhofe r IGD .

ehemaligen Doktoranden Kawa Nazemi (Fraunhofer IGD) und Tatiana

von Landesberger (GRIS) wurden auf der Konferenz mit dem Burgen

Fellowship ausgezeichnet, einem Preis für junge Wissenschaftler.

40 Jahre gris – Wiege der graphischen datenverarbeitung

Nicht nur während der Tagung hatte Darmstadt als Wissenschafts-

standort die Nase vorn. Die Stadt war schon vor 40 Jahren Vorreiter

für die Graphische Datenverarbeitung. Damals gründete Professor

José Luis Encarnação den Lehrstuhl Graphisch-Interaktive Systeme

an der TU Darmstadt – den ersten seiner Art. Hier begann alles mit

der Frage: Wie projiziert man Daten auf einen Bildschirm? Aus dieser

Keimzelle des GRIS entstand zwölf Jahre später das Fraunhofer IGD.

Noch heute sind der Lehrstuhl GRIS und das Fraunhofer IGD

eng verbunden. Das Thema Visual Computing selbst hat sein

Spektrum stark verbreitert. Wie wichtig das Thema in Darmstadt

mittlerweile geworden ist, zeigt die neue Dachmarke »Visual

Computing@Darmstadt«, die vier Lehrstühle umfasst: Das

besagte GRIS sowie »Graphics, Capture and Massively Parallel

Computing«, »Visual Inference« und »Mathematical and Applied

Visual Computing«, die jeweils aus dem GRIS hervorgegangen

sind. Am 3. Dezember feierte GRIS sein 40-jähriges Jubiläum – mit

einem Festakt, wissenschaftlichen Vorträgen und den Ehrungen

wissenschaftlicher Arbeiten.

Leichtfüßig stürmt der Mensch die Treppe hoch, dabei nimmt

er galant zwei Stufen auf einmal. Kein großes Ding, könnte

man meinen. Schließlich lernt der Mensch bereits als Kleinkind,

wie er solche Hürden zu erklimmen hat. Blickt man allerdings

wissenschaftlich auf diesen Bewegungsablauf, steht man vor

einem Rätsel: Mathematisch ist das, was wir da machen, nämlich

schlichtweg unmöglich. Wie also kann der Roboter vom Menschen

das Treppensteigen lernen?

Unter anderem diese Frage trieb die Besucher der 27. jährlichen

Konferenz der Academia Europaea um, die vom 7. bis 10.

September 2015 in Darmstadt stattfand. Das Thema: die Synergie

von Mensch und Technologie. Anders ausgedrückt: Wie lassen sich

Mensch und Technologie näher zusammenbringen? Die Konferenz

will vor allem exzellente Vertreter verschiedener Fachrichtungen

zusammenbringen und durch diesen Blick über den Tellerrand

neue Ideen generieren. Mit von der Partie war auch Deutschlands

Chemie-Nobelpreisträger des Jahres 2014, Professor Stefan W. Hell.

Er ist Direktor am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

und leitet eine Abteilung am Deutschen Krebsforschungszentrum.

Dieter W. Fellner, Leiter des Fraunhofer IGD und Professor des

Lehrstuhls GRIS, hat die diesjährige Tagung organisiert. Er zeigte sich

begeistert, Darmstadt einmal mehr zum Zentrum der europäischen

Wissenschaft machen zu können. Ein besonderes Schmankerl: Seine

ANSPRECHPARTNER ARJAN KUIJPER

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n e b e n a m t l i C h b e s C h Ä f t i g t e *

d e r e tat

h a u p ta m t l i C h b e s C h Ä f t i g t e *

* V o l l Z e i tÄ Q u i Va l e n t

191

4820 mioEuro

fraunhofEr igd in zahlEn

2015

d a r m s ta d t r o s t o C k s i n g a p u r g r a Z

72

% D

R I T T M I T T E L

28% GRUNDFINANZIERU

NG

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41f r a u n h o f e r i g d i m p r o f i l

Seit über 25 Jahren entwickelt das Fraunhofer IGD Technologien

und Anwendungen auf Basis des Visual Computing. In Zusammen-

arbeit mit seinen Partnern entstehen technische Lösungen und

marktrelevante Produkte. Das Fraunhofer IGD stellt dabei den Men-

schen als Benutzer in den Mittelpunkt und hilft ihm mit technischen

Lösungen, das Arbeiten mit dem Computer zu erleichtern und

effizienter zu gestalten. Die Lösungen des Instituts beschäftigen sich

mit der ausgeprägten Fähigkeit des menschlichen Gehirns, kom-

plexe Sachverhalte schnell visuell zu erfassen und zu verarbeiten.

Durch seine zahlreichen Innovationen hebt das Fraunhofer IGD die

Interaktion zwischen Mensch und Maschine auf eine neue Ebene.

Der Mensch kann mithilfe des Computers und der Entwicklungen

des Visual Computing ergebnisorientierter und effektiver arbeiten.

Bereits 1987 begann mit einer von der Fraunhofer-Gesellschaft an

der TU Darmstadt eingerichteten Arbeitsgruppe die Geschichte

des Fraunhofer IGD. 1992 kam der Standort Rostock hinzu. Der

Geschäftsbereich Visual Computing von Fraunhofer Austria in Graz

(2008) und Fraunhofer IDM@NTU in Singapur (2010) sind direkte

Schwestern und Standorte.

Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner ist seit Oktober 2006 Professor

für Informatik an der TU Darmstadt und Institutsleiter des

Fraunhofer IGD. Davor hatte er akademische Positionen an der TU

Graz, der TU Braunschweig, der Universität Bonn, der Memorial

University of Newfoundland, Kanada, und der Universität Denver,

Colorado, inne. Er ist immer noch mit der Technischen Universität

in Graz verbunden, wo er das Institut für ComputerGraphik und

WissensVisualisierung leitet, das er im Jahr 2005 gegründet hat.

hauptsitz darmstadt

Seit Ende 2006 leitet Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner das

Fraunhofer IGD bei gleichzeitiger Leitung des Fachgebiets GRIS

(Graphisch-Interaktive Systeme) der TU Darmstadt. Auf seine Initia-

tive hin wurde unter anderem am Standort der Forschungsbereich

»Visual Computing« stark ausgebaut. Thematisch und organisatorisch

gliedert sich das Fraunhofer IGD in Darmstadt in zehn Forschungs-

abteilungen und ein Service Center. Das Institut arbeitet mit den

Fachgebieten zu »Visual Computing« des Fachbereichs Informatik

der TU Darmstadt eng zusammen. Die traditionsreiche Kooperation

bereichert sowohl die Grundlagenforschung des Fachgebiets als auch

die angewandte Forschung des Fraunhofer IGD. Durch die ange-

wandte Forschung unterstützt das Institut Industrie und Wirtschaft in

entscheidender Weise dabei, sich strategisch zu entwickeln.

standort rostock

In Rostock wird gezielt Forschung in zwei Kernbereichen betrieben.

Im Kompetenzzentrum »Interactive Document Engineering«

bearbeiten die Forscher Problemstellungen aus dem Bereich der

Visualisierung existenzieller Daten insbesondere für die Branchen

Maschinen- und Anlagenbau sowie Healthcare. Der Kompetenz-

bereich »Maritime Graphics« unterstützt Kunden aus Schiffbau,

Schiffsbetrieb und Meerestechnik/Meeresforschung digital, virtuell

und visuell. Dabei kommen Virtuelle und Erweiterte Realität, Bild-

verarbeitung und Wissensmanagement zum Einsatz. Das ebenfalls

am Fraunhofer IGD in Rostock angesiedelte »Visual Computing

Research and Innovation Center« (VCRIC) ist eine gemeinsame

Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft und der Universität

Rostock. In enger Kooperation wird hier grundlagenorientierte

Vorlaufforschung und darauf aufbauende Fraunhofer-typische

Anwendungsforschung und Entwicklung betrieben.

standort graz

2008 nahm die österreichische Schwester des Fraunhofer IGD ihre

Arbeit unter dem Dach von Fraunhofer Austria auf. Das bereits seit

2007 an der TU Graz bestehende Projektbüro des Fraunhofer IGD

wurde in den Geschäftsbereich »Visual Computing« der Fraunhofer

Austria Research GmbH überführt. Der Fraunhofer-Standort Graz

entwickelt zielführende Lösungen und neue Produkte in den

fraunhofEr igd im profilDas Fraunhofer IGD ist d ie weltweit führende Einr ichtung für angewandte Forschung im Visual Computing. V isual

Computing ist b i ld- und model lbas ierte Informatik und umfasst unter anderem Graphische Datenverarbeitung,

Computer V is ion sowie Virtuel le und Erweiterte Real i tät . Vereinfacht ausgedrückt machen die Fraunhofer-Forscher

in Darmstadt, Rostock, Graz und Singapur aus Informationen Bi lder und holen aus Bi ldern Informationen. Proto-

typen und Komplett lösungen werden nach kundenspezif ischen Anforderungen entwickelt . Die Forschungs- und

Entwicklungsprojekte haben direkten Bezug zu aktuel len Problemstel lungen in der Wirtschaft .

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42 f r a u n h o f e r i g d i m p r o f i l

Bereichen Graphische Datenverarbeitung, Computer Vision,

Virtuelle und Erweiterte Realität sowie Digitale Bibliotheken. Die

Forscher stellen gemeinsam mit ihren Partnern den Menschen in

den Mittelpunkt. Die Interaktion zwischen Mensch und Maschine

wird durch die Innovationen des Visual Computing auf eine neue

Ebene gehoben. Einer ihrer Schwerpunkte ist das menschliche Po-

tenzial, komplexe Sachverhalte schnell visuell zu erfassen. Mit dem

an der TU Graz etablierten Exzellenzcluster »Visual Computing«

arbeiten die Forscher von Fraunhofer Austria eng zusammen.

standort singapur

1998 gründete das Fraunhofer IGD mit der Nanyang Technological

University (NTU) das Center for Advanced Media Technology (CAM-

Tech), aus dem 2010 das Projektzentrum Fraunhofer IDM@NTU

hervorging. Es betreibt direkte Forschung zu aktuellen Fragestellun-

gen aus der Wirtschaft und engagiert sich für Interaktive Digitale

Medien (IDM). Die Forscher arbeiten an IDM-Basistechnologien und

Visual-Computing-Anwendungen mit den Forschungsschwerpunk-

ten Echtzeit-Rendering und Visual Analytics.

Forschungslinien

Die Forschung am Fraunhofer IGD konzentriert sich auf fünf

strategische Forschungslinien:

Computergraphik

Computergraphik, die »Bildsynthese«, ist eine wesentliche Kern-

disziplin des Visual Computing. In dieser Forschungslinie werden

Technologien und Verfahren entwickelt, welche Bilder aus Informa-

tion erzeugen. Dabei sollen möglichst einheitliche Datenmodelle als

Grundlage für unterschiedlichste Anwendungsszenarien verwendet

werden. Das Fraunhofer IGD forscht an Verfahren und Methoden,

um diesem einheitlichen Modellanspruch in unterschiedlichsten

Ausprägungen gerecht zu werden. Dabei sind möglichst effiziente

und flexible Verfahren das Ziel.

Computer Vision

Das Verstehen und Interpretieren von Kamerabildern (»Computer

Vision«) erfährt wachsende Bedeutung in Automatisierungs- und

Engineeringprozessen. Computer-Vision-Technologien werden

dabei für die Objekterkennung via Augmented Reality und 3D-Re-

konstruktionsverfahren eingesetzt. Am Fraunhofer IGD werden in

diesem Zusammenhang spezielle Tracking- und Digitalisierungsver-

fahren entwickelt, die Objekte, deren Position und Textur schneller

erfassen, verfolgen und originalgetreu reproduzieren können.

mensch-maschine-interaktion

Die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine geht heute deutlich

über bisherige Standardformen der Human Computer Interaction

(HCI) hinaus. Die Interaktionsmechanismen nähern sich immer

stärker dem natürlichen Verhalten des Menschen an. Zudem stellen

die immer größeren Datenmengen neue Herausforderungen sowohl

an die Visualisierung als auch an die Interaktion. Das Fraunhofer IGD

forscht in diesem Zusammenhang an neuen Interaktionsmodalitäten,

intelligenten Umgebungen und Visualisierungsmethoden.

(interaktive) simulation

Eine Kernherausforderung für die Computergraphik besteht in

der Unterstützung und Beschleunigung von Simulationsprozessen.

Unter Simulation wird das virtuelle Nachbilden des Verhaltens von

physischen Objekten und physikalischen Phänomenen verstanden,

wie beispielsweise das Fluchtverhalten von Passagieren auf

Schiffen. Das Fraunhofer IGD verwendet aktuelle Methoden mit

integrierter Modellierung, Simulation und Visualisierung, um den

Entwurfsprozess zu verkürzen und Benutzern die direkte Beeinflus-

sung der Simulation zu ermöglichen.

modellbildung

Modelle sind ein unabdingbarer Bestandteil des Visual

Computing. Sie bieten eine abstrakte Sicht auf ausgewählte

Aspekte der Realität und ermöglichen so erst die Abbildung

in ein informationsverarbeitendes System.

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Das Fraunhofer IGD erforscht neben traditionellen zwei- oder

dreidimensionalen Modelltypen auch komplexere Modelle für

den Einsatz in der Praxis. Dabei werden vielfach ergänzende

Informationen miteinbezogen und hochdimensionale Modelle

zur Beschreibung und Auswertung von umfangreichen Datener-

hebungen entwickelt.

geschäftsfelder

Auf den Forschungslinien aufbauend arbeitet das Fraunhofer IGD in

den Geschäftsfeldern:

Visuelle Entscheidungshilfe

Menschen wollen Zusammenhänge verstehen, Einsichten gewinnen

und Entscheidungen herbeiführen. Visualisierungen schaffen die Mög-

lichkeit, komplexe und zusammenhängende Sachverhalte über Modelle

und Simulationen darzustellen. Daten und Erfahrungen können

schneller analysiert werden. Das unterstützt Industrie, Behörden oder

Privatpersonen dabei, Entscheidungen einfacher und besser zu treffen.

Virtuelles Engineering

Neue Autos oder Flugzeuge entstehen heute fast nur noch am

Computer. Die Technologien des virtuellen Engineerings begleiten

den gesamten Produktlebenszyklus. Mithilfe der 3D-Technik können

alle Prozesse von Fertigung über Training bis zur Wartung realitäts-

nah erprobt werden. Anwender sparen nicht nur Zeit und Kosten,

sondern verbessern auch die Qualität ihrer Endprodukte.

digitale gesellschaft

Intelligente Wohnumgebungen unterstützen ältere Menschen

und das Smartphone wird zum Reiseführer. Digitalisierung und

Vernetzung kennzeichnen unsere moderne Gesellschaft. Wissen

erlangen, ausbauen und speichern ist das Ziel eines jeden Men-

schen. Digitalisierung ermöglicht Erfahrungen festzuhalten und

weiterzugeben. Diese Technologien erhöhen die Lebensqualität

der gesamten Gesellschaft.

technologie-Labore

Das Fraunhofer IGD setzt seine Labore dafür ein, um die Ergebnisse

der Abteilungen zu demonstrieren. Darüber hinaus werden hier

Experimente und Studien für Projektarbeiten durchgeführt.

Folgende (Technologie-)Labore und Demozentren stehen dem

Fraunhofer IGD zur Verfügung:

� Ambient Assisted Living Labor

� CultLab3D

� Evaluierungslabor für biometrische Systeme

� Labor 4.0

� Interactive Showroom & Innovation Lounge

� Labor für Augmented Engineering

� Labor für Hochqualitative Bildakquisition und -ausgabe

� Maritime Graphics Lab

� Verteiltes Ambient Assisted Living Labor

� Visual Analytics Labor

� Dienstleistungszentrum GEO

Kuratorium

Das Kuratorium eines Fraunhofer-Instituts ist Beratungs- und zugleich

Kontrollgremium. Es setzt sich aus einer Reihe namhafter Vertreter

aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammen.

Vorsitzender

Dr. Gunter Küchler Lufthansa Systems AG

stellvertretender Vorsitzender

Prof. Dr. Reiner Anderl TU Darmstadt

mitglieder

Dr. Kai Beckmann, Merck KGaA

Prof. Dr. techn. Horst Bischof, TU Graz

Ekkehart Gerlach, Deutsche Medienakademie GmbH

Prof. Dr. Markus Gross, ETH Zürich

Prof. Alfred Katzenbach, Daimler AG

Prof. Dr. rer. nat. Reinhard Klein, Universität Bonn

MinR’in Dr. Ulrike Mattig, Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst

Dr. Torsten Niederdränk, Siemens AG

Gerhard Rauh, mr management & consulting GmbH

Dr. Albert Remke, 52° North GmbH

Prof. Dr. Bernt Schiele, Max-Planck-Institut für Informatik

Prof. Dr. Heidrun Schumann, Universität Rostock

43f r a u n h o f e r i g d i m p r o f i l

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45f r a u n h o f e r V e r n e t Z t

Fraunhofer-allianzen

Institute oder Abteilungen von Instituten mit unterschiedlichen Kompetenzen kooperieren

in Fraunhofer-Allianzen, um ein Geschäftsfeld gemeinsam zu bearbeiten und zu vermarkten.

Abteilungen des Fraunhofer IGD arbeiten eng mit Abteilungen anderer Fraunhofer-Institute in

den Fraunhofer-Allianzen »Ambient Assisted Living«, »Big Data«, »Embedded Systems« und

»Numerische Simulation von Produkten, Prozessen« zusammen.

www.fraunhofer.de/de/institute/institute-einrichtungen-deutschland/fraunhofer-allianzen.html

Fraunhofer-Verbund informations- und Kommunikationstechnologie

In den Verbünden organisieren sich fachlich verwandte Institute und treten gemeinsam am

Forschungs- und Entwicklungsmarkt auf. Das Fraunhofer IGD ist Mitglied im Fraunhofer-Verbund

IUK-Technologie. Dieser bündelt die Kompetenzen der Institute der Fraunhofer-Gesellschaft, die

IT-Lösungen für verschiedenste Branchen und Anwendungsszenarien entwickeln und implemen-

tieren. Der Verbund ermöglicht geschäftsfeldspezifische, ganzheitliche und maßgeschneiderte

Ansätze sowie kompetente Technologieberatung für Industrie, Behörden und Medien aus einer

Hand. Er steht Unternehmen und Anwendern mit Marktkenntnis, Know-how, Experten und

modernsten Technologien hersteller- und systemneutral zur Verfügung.

Der Verbund vertritt 19 Institute mit etwa 5000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Die

Geschäftsstelle in Berlin-Mitte ist Dienstleister und Ansprechpartner für Unternehmen, Politik,

Medien und Anwender bei Fragen zu IT-Innovationen.

Sich ergänzende Schwerpunkte der Institute decken die Wertschöpfungsketten in der

IUK-Branche umfassend ab. Die Mitgliedsinstitute besitzen ein hohes Innovationspotenzial in der

Technologieentwicklung.

Seit dem 1. Januar 2016 ist Professor Dieter W. Fellner (Institutsleiter des Fraunhofer IGD) der

neue Vorsitzende des Fraunhofer-Verbunds für Informations- und Kommunikationstechnologie.

Neuer Geschäftsführer ist Alexander Nouak, zuvor Abteilungsleiter für »Identifikation und

Biometrie« am Fraunhofer IGD.

www.iuk.fraunhofer.de

Branchenfelder des Fraunhofer-

Verbunds IUK-Technologie:

� Mobilität und Transport

� E-Government

� Öffentliche Sicherheit

� Produktion und Logistik

� Medien und Kreativwirtschaft

� Digital Services

� Wirtschafts- und Finanzinformatik

� Medizin und Gesundheit

� Energie und Nachhaltigkeit

Technologiefelder des Fraunhofer-

Verbunds IUK-Technologie:

� Numerische Software und

Simulation

� Usability und Mensch-

Computer-Interaktion

� Verlässliche Cyberphysische

Systeme

� IT-Security und Safety

� Digitale Netze und Internet

� Graphik und Medientechnik

� Bildgewinnung und Bild-

auswertung

� Big Data Management und

Analytics

� Automatisierungstechnik

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B E S C H Ä F T I G T E

F O R S C H U N G S V O L U M E N

1,7 MrdVERTRAGS-

FORSCHUNG

I N S T I T U T E U N D F O R S C H U N G S E I N R I C H T U N G E N

67

24 000

fraunhofEr in zahlEn

2015

> 2 milliarden BUND UN

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47f r a u n h o f e r - g e s e l l s C h a f t

fraunhofEr-gESEllSchaft

Forschen für die Praxis ist die zentrale Aufgabe der Fraunhofer-Gesellschaft. Die 1949 gegründete

Forschungsorganisation betreibt anwendungsorientierte Forschung zum Nutzen der Wirtschaft und

zum Vorteil der Gesellschaft. Vertragspartner und Auftraggeber sind Industrie- und Dienstleistungs-

unternehmen sowie die öffentliche Hand.

Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit 67 Institute und Forschungseinrichtungen.

Knapp 24 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit natur- oder ingenieurwissenschaft-

licher Ausbildung, erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von mehr als 2 Milliarden Euro. Davon

fallen rund 1,7 Milliarden Euro auf den Leistungsbereich Vertragsforschung. Über 70 Prozent dieses

Leistungsbereichs erwirtschaftet die Fraunhofer-Gesellschaft mit Aufträgen aus der Industrie und mit

öffentlich finanzierten Forschungsprojekten. Knapp 30 Prozent werden von Bund und Ländern als

Grundfinanzierung beigesteuert, damit die Institute Problemlösungen entwickeln können, die erst in

fünf oder zehn Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft aktuell werden.

Internationale Kooperationen mit exzellenten Forschungspartnern und innovativen Unternehmen

weltweit sorgen für einen direkten Zugang zu den wichtigsten gegenwärtigen und zukünftigen

Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen. Mit ihrer klaren Ausrichtung auf die angewandte Forschung

und ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien spielt die Fraunhofer-Gesellschaft

eine zentrale Rolle im Innovationsprozess Deutschlands und Europas. Die Wirkung der angewandten

Forschung geht über den direkten Nutzen für die Kunden hinaus: Mit ihrer Forschungs- und Ent-

wicklungsarbeit tragen die Fraunhofer-Institute zur Wettbewerbsfähigkeit der Region, Deutschlands

und Europas bei. Sie fördern Innovationen, stärken die technologische Leistungsfähigkeit, verbessern

die Akzeptanz moderner Technik und sorgen für Aus- und Weiterbildung des dringend benötigten

wissenschaftlich-technischen Nachwuchses.

Ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bietet die Fraunhofer-Gesellschaft die Möglichkeit zur fachlichen

und persönlichen Entwicklung für anspruchsvolle Positionen in ihren Instituten, an Hochschulen, in Wirt-

schaft und Gesellschaft. Studierenden eröffnen sich aufgrund der praxisnahen Ausbildung und Erfahrung

an Fraunhofer-Instituten hervorragende Einstiegs- und Entwicklungschancen in Unternehmen.

Namensgeber der als gemeinnützig anerkannten Fraunhofer-Gesellschaft ist der Münchner Gelehrte Joseph

von Fraunhofer (1787–1826). Er war als Forscher, Erfinder und Unternehmer gleichermaßen erfolgreich.

www.fraunhofer.de

Fraunhofer-Vorstand:

Prof. Dr. Reimund Neugebauer

Prof. Dr. Alfred Gossner

Prof. Dr. Alexander Kurz

Fraunhofer IGD:

Institutsbetreuerin

Dr. Birgit Geier

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48 k u n d e n u n d k o o p e r at i o n s pa rt n e r

»Das Fraunhofer IGD arbe i tet mit s tarken Partnern zusammen und b le ibt so wei terh in auf Er fo lgskurs . Das

Inst i tut kooper ier t mi t Forschungse inr ichtungen und führenden Wir tschaftsunternehmen auf der ganzen

Welt . H ier f inden S ie e ine Auswahl an aktue l len Kunden und Kooperat ionspartnern.«

� 2b AHEAD ThinkTank GmbH, Leipzig � Adam Opel AG, Rüsselsheim � Airbus, Toulouse, Frankreich � Airbus, Manchingen � AIT – Austrian Institute of Technology GmbH, Wien, Österreich � Align Technology B. V., Amsterdam, Niederlande � Arago GmbH, Frankfurt � ARCTUR d. o. o., Nova Gorica, Slowenien � Assisted Home Solutions, Darmstadt � Assyst GmbH, Aschheim-Dornach � ATHENA Research & Innovation Center, Athen, Griechenland � ATOS, Madrid, Spanien � Audi AG, Ingolstadt � Autodesk GmbH, Darmstadt � AVL List GmbH, Graz, Österreich � BioCurve S. L., Zaragoza, Spanien � BluSky Services Group, Zaventem, Belgien � BMBF, Berlin � BOC Asset Management GmbH, Wien � BOGE KOMPRESSOREN Otto Boge GmbH & Co. KG, Bielefeld � British Telecom, London, UK � BTechC Martorell, Barcelona, Spanien � Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), Bonn � Capvidia GmbH, Neuss � CARSA, Getxo, Spanien � CIMNE, Barcelona, Spanien � CIP4 Organization, Zürich, Schweiz � Clausohm Software GmbH, Neverin � Continental AG, Babenhausen � ConWeaver GmbH, Darmstadt � COSAWA Sanierung, Peine � CST AG, Darmstadt � CSUC – Consorci de Serveis Universitaris de Catalunya,

Barcelona, Spanien � Daimler AG, Stuttgart � Daimler Protics, Ulm � Dassault Aviation, St Cloud, Frankreich � DATEV eG, Nürnberg � Delft University, Niederlande � Deutsches Herzzentrum Berlin � DFKI GmbH, Kaiserslautern � Die Johanniter, Berlin

� Dr. Horst Schmidt Klinik, Wiesbaden � Dr. Ing. h. c. F.  Porsche Aktiengesellschaft, Ludwigsburg � EASN, Patras, Griechenland � EPFL, Lausanne, Schweiz � EU, Brüssel, Belgien � EurActiv.com PLC, Brüssel, Belgien � Eurocopter, Marignane, Frankreich � Eurofast - ID Partners, Paris, Frankreich � European Sensor Systems S.A., Athen, Griechenland � FCC, Stiftelsen Fh – Chalmers Centrum for Industrimatematik,

Göteborg, Schweden � FICEP S. p. A., Gazzada Schianno, Italien � Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil

Entwurfsautomatisierung EAS, Dresden � Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS, Chemnitz � Fraunhofer Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut,

HHI, Berlin � Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO,

Stuttgart � Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Stuttgart � Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT, Pfinztal � Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte

Materialforschung IFAM, Bremen � Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, Frankfurt

am Main � Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung

IPA, Stuttgart � Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktions-

technik IPK, Berlin � Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM,

Kaiserslautern � FZI Forschungszentrum Informatik, Karlsruhe � Gnúbila France, Argonay, Frankreich � GPB Arke Ing.-Büro für Umwelttechnik, Hemeringen � Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf – HNO-Klinik, Düsseldorf � Helic S. A., Maroussi, Griechenland � Hoch, Zoellner + Partner Management Systeme GmbH, Norderstedt � Hochschule Darmstadt, Darmstadt � IGN Institut National de l’Information Géographique et Forestière,

Saint-Mandé, Frankreich � IMATI, Genua, Italien � INRIA, Sophia Antipolis, Frankreich

kundEn und koopErationSpartnEr

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49k u n d e n u n d k o o p e r at i o n s pa rt n e r

� INRIA – Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique, Frankreich

� Institut für Prävention und betriebliche Gesundheitsförderung, Rostock � Institute of GeodesyInstitute of Geodesy, Cartography and

Remote Sensing, Hungary (FOMI), Budapest, Ungarn � Introsys, SA, Moitra, Portugal � ISRA Vision AG, Darmstadt � Istituto Giannina Gaslini, Genua, Italien � iuem – Institut Universitaire Européen de la Mer, Plouzane, Frankreich � Jotne EPM Technology AS, Oslo, Norwegen � Karde AS, Oslo, Norwegen � Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe � Lynkeus Srl, Rom, Italien � M. O. S. S. Computer Systeme GmbH, Taufkirchen � Martini-Klinik am UKE GmbH, Hamburg � Medizinische Universität Innsbruck, Innsbruck, Österreich � Merck KGaA, Darmstadt � Middlesex University, Middlesex, Großbritannien � Missler Software, Ramonville, Frankreich � nablaDot, Zaragoza, Spanien � NEOCOSMO GmbH, Saarbrücken � NOVATRA SAS, Varennes St Saiveur, Frankreich � NUMECA Ingenieurbüro, Altdorf b. Nürnberg � NUMECA International, Brüssel, Belgien � Oncotyrol, Innsbruck, Österreich � OneToNet Srl, Mailand, Italien � Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, Rom, Italien � PE International AG, Leinfelden-Echterdingen � Phacon GmbH, Leipzig � PROGNOS AG, Berlin � Reifenhäuser Reicofil, Troisdorf � Robert Bosch GmbH, Blaichach, Stuttgart � Rölke Pharma, Hamburg � S. K. M. Informatik GmbH, Schwerin � Scheller Systemtechnik GmbH, Wismar � SEAR GmbH, Rostock/Weißenfels � Seazone Solutions Limited, Wallingford, Oxfordshire, Vereinigtes

Königreich � Serious Games Interactive, Kopenhagen, Dänemark � SES-Tec OG, Graz, Österreich � SGM Solutions Global Media GmbH, Berlin � ShareDat, Rostock � Siemens AG � SimPlan AG, Maintal � SINTEF ICT, Oslo, Norwegen � SIV Software-Architektur und Technologie GmbH, Rostock � Spatial Corp. Bloomfield, CO, USA

� Spatial Technology GmbH, Saarbrücken � STAM S. r. l., Genua, Italien � Stellba Hydro GmbH & Co KG, Herbrechtingen � STMicroelectronics Srl, Mailand, Italien � SUPSI – Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana,

Manno, Schweiz � Technische Informationsbibliothek (TIB), Hannover � Technische Universität Darmstadt � Technologie- und Anwendungszentrum Vorpommern mbH,

Greifswald � Thermokon GmbH, Mittenaar � Thünen-Institut, Rostock � tim – traffic information and management GmbH, Dieburg � TRIVISIO Prototyping GmbH, Trier � Tronrud Engineering AS, Honefoss, Norwegen � TRW Airbag Systems GmbH, Laage � TTS – Technology Transfer System S. r. l., Mailand, Italien � UCL – University College London, Vereinigtes Königreich � UNITEC Informationssysteme GmbH, Hanau � Universidad de Zaragoza, Spanien � Universidad Politécnica de Madrid, Spanien � Università degli Studi di Parma, Italien � Universität Kassel � Universität Rostock � Universität Stuttgart � Universitätsklinikum Essen � Universitätsmedizin Rostock � University College of London, Vereinigtes Königreich � University of Edinburgh, Vereinigtes Königreich � University of Nottingham, Vereinigtes Königreich � University of Patras, Griechenland � University of Sheffield, Vereinigtes Königreich � Universtair Medisch Centrum Utrecht, Niederlande � VCI, Athen, Griechenland � Verband Druck und Medien NordOst e. V., Hannover � vital & physio GmbH, Rostock � Volkswagen AG, Wolfsburg � Volvo Technology AB, Göteborg � VTT, Tampere, Finnland � VTT Technical Research Center Finland, Espoo, Finnland � VU University Medical Center, Amsterdam, Niederlande � Werner Otto GmbH, Hameln � WoQuaZ GmbH, Weiterstadt � Worldbank Energy & Extractives, Washington, DC, USA � Zentral-Fachausschuss Berufsbildung Druck und Medien (ZFA),

Hannover � ZGDV e.V., Darmstadt

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50 p u b l i k at i o n e n

Braun, Andreas; Fellner, Dieter W.; Kuijper, Arjan; Wichert, Reiner:

Capacitive proximity sensing in smart environments.

JAISE 7(4): 483–510 (2015)

Distler, Martin; Grosse-Puppendahl, Tobias; Hastall, Matthias

R.; Kirchbuchner, Florian; Kuijper, Arjan: ambient intelligence

from senior Citizens' perspectives: understanding privacy

Concerns, technology acceptance, and expectations.

AmI 2015: 48–59

Fellner, Dieter W.; Mueller-Roemer, Johannes; Stork, André; Weber,

Daniel: a Cut-Cell geometric multigrid poisson solver for

fluid simulation. Comput. Graph. Forum 34(2): 481–491 (2015)

Altenhofen, Christian; Fellner, Dieter W.; Mueller-Roemer, Johannes;

Stork, André; Weber, Daniel: deformation simulation using

cubic finite elements and efficient p-multigrid methods.

Computers & Graphics 53: 185–195 (2015)

Bernard, Jürgen; Kohlhammer, Jörn; May, Thorsten; Pehrke, Dirk;

Schlomm, Thorsten; Sessler, David: a Visual-interactive system

for prostate Cancer Cohort analysis. IEEE Computer Graphics

and Applications (CGA) 35(3): 44–55 (2015)

Burkhardt, Dirk; Fellner, Dieter W.; Kohlhammer, Jörn; Kuijper,

Arjan; Nazemi, Kawa; Retz, Reimond: Visual trend analysis with

digital libraries. I-KNOW 2015: 14

Bockholt, Ulrich; Engelke, Timo; Keil, Jens; Rojtberg, Pavel;

Schmitt, Michael; Wientapper, Folker: Content first: a concept

for industrial augmented reality maintenance applications

using mobile devices. MMSys 2015: 105–111

Bockholt, Uli; Gavish, Nirit; Gutiérrez, Teresa; Peveri, Matteo;

Rodríguez, Jorge; Tecchia, Franco; Webel, Sabine: evaluating

virtual reality and augmented reality training for industrial

maintenance and assembly tasks. Interactive Learning Environ-

ments (ILE) 23(6): 778–798 (2015)

Krämer, Michel; Senner, Ivo: a modular software architecture

for processing of big geospatial data in the cloud.

Computers & Graphics 49: 69–81 (2015)

Gutbell, Ralf; Krämer, Michel: a case study on 3d geospatial

applications in the web using state-of-the-art Webgl frame-

works. Web3D 2015: 189–197

Damer, Naser; Nouak, Alexander: Weighted integration of neighbors

distance ratio in multi-biometric fusion. BIOSIG 2015: 255–262

Brandherm, Florian; Fellner, Dieter W.; Kuijper, Arjan; Limper, Max;: evalua-

ting 3d thumbnails for virtual object galleries. Web3D 2015: 17–24

Matthies, Denys J. C.; Perrault, Simon T.; Urban, Bodo; Zhao, Shengdong:

botential: localizing on-body gestures by measuring electrical

signatures on the human skin. MobileHCI 2015: 207–216

Forschen, entwickeln, veröffent l ichen: Das gehört zum wissenschaft l ichen Al l tag. Nur wer veröffent l icht und s ich

wissenschaft l ich vernetzt , kann wahrgenommen werden. Und nur wer wahrgenommen wird, kann wissenschaft l iche

Dia loge führen und eine wissenschaft l ich führende Rol le spie len. Forscher innen und Forscher des Fraunhofer IGD

ve röffent l i chen ih r W is sen in unte r sch ied l i chen Formen, p räsent ie ren ih re Arbe i ten auf Konferenzen und

gewinnen dabei Pre ise. Hier nur e ine k le ine Auswahl der wissenschaft l ichen Publ ikat ionen aus dem Jahr 2015.

publikationEn

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Aehnelt, Mario; Alm, Rebekka; Urban, Bodo: processing manu-

facturing knowledge with ontology-based annotations and

cognitive architectures. I-KNOW 2015: 25

Lukas, Uwe von; Kuijper, Arjan; Urban, Bodo; Vahl, Matthias:

semi-automatic analysis of huge digital nautical Charts of

Coastal aerial images. VISAPP (3) 2015: 100–107

Farhadifard, Fahimeh; Lukas, Uwe von; Zhou, Zhiliang:

learning-based underwater image enhancement with

adaptive color mapping. ISPA 2015: 48–53

Dolereit, Tim; Arjan Kuijper; Lukas, Uwe von: new constraints for

underwater stereo calibration. ISPA 2015: 176–181

Erdt, Marius; Hebborn, Anna Katharina; Müller, Stefan: robust

Model Based Tracking Using Edge Mapping and Refi nement.

AVR 2015: 109–124

He, Ying; Gu, xianfeng; Liu, Yong-Jin; Mueller-Wittig, Wolfgang;

Wang, Wenping; Wang, xiaoning; xin, Shi-Qing; Ying, xiang:

intrinsic computation of centroidal Voronoi tessellation

(CVt) on meshes. Computer-Aided Design 58: 51–61 (2015)

Encarnação, José L.; Fellner, Dieter W.: Computer graphics

»made in germany«: darmstadt, the leading »Computer

graphics and Visual Computing hub« in europe: the way

from 1975 to 2014. Computers & Graphics 53: 13–27 (2015)

Eicke, Tim Nicolas; Jung, Yvonne; Kuijper, Arjan: stable dynamic

webshadows in the X3dom framework.

Expert Syst. Appl. 42(7): 3585–3609 (2015)

Drechsler, Klaus; Oelmann, Simon; Oyarzun Laura, Cristina;

Wesarg, Stefan: active Contour based segmentation of re-

sected livers in Ct images. In: Ourselin, Sébastien (Ed.); Styner,

Martin A. (Ed.); The International Society for Optical Engineering

(SPIE): Medical Imaging 2015: Image Processing. Bellingham: SPIE

Press, 2015, pp. 941316-1 – 941316-6. (Proceedings of SPIE 9413)

Fellner, Dieter W.; Fuhrmann, Anton; Hecher, Martin; Hesina,

Gerd; Traxler, Christoph: Web-based Visualization platform

for geospatial data. In: Braz, José (Ed.); Kerren, Andreas (Ed.);

Linsen, Lars (Ed.); Institute for Systems and Technologies of

Information, Control and Communication (INSTICC): IVAPP 2015.

Proceedings: 6th International Conference on Information Visuali-

zation Theory and Applications. SciTePress, 2015, pp. 311–316.

darmstädter Computer graphik abend 2015

2015 stand der Darmstädter Computer Graphik Abend nicht

allein. Er bildete den Abschluss des 40-jährigen Jubiläums

das Fachgebietes GRIS der TU Darmstadt und somit die

Brücke, die er eigentlich schon immer darstellt: Er zeichnet

die hochqualitativen wissenschaftliche Arbeiten aus, die ihren

Ursprung in der universitären Grundlagenforschung haben

und in der angewandten Forschung ihre Fortsetzung fi nden.

So spiegeln sich auch die Awards in 2015 wider.

»best Paper award« 2015

Santos, Pedro; Ritz, Martin; Tausch, Reimar; Schmedt,

Hendrik; Rodriguez, Rafael Monroy; Stefano, Antonio;

Posniak, Oliver; Fuhrmann, Constanze; Fellner, Dieter W.:

Cultlab3d - on the Verge of 3d mass digitization.

In: EUROGRAPHICS Workshop on Graphics and Cultural

Heritage 2014: 65–73

Dambruch, Jens; Krämer, Michel:

leveraging public participation in urban planning with

3d Web technology. In: International Conference on

Web3D Technology – Web3D 2014: 117–124

Fuhrmann, Simon; Goesele, Michael:

floating scale surface reconstruction.

In: ACM Transactions on Graphics 33 (4): 46:1–46:11 (2014)

»best thesis award« 2015

Jakob Karolus:

»opportunities and applications of ultrasound sensing on

unmodifi ed consumer-grade Smartphones« (Master Thesis)

Daniel Thürck:

»optimizing large-scale irregular markov random fields

on gpus« (Master Thesis)

Matthieu Fraissinet-Tachet:

»mutual information-based piecewise planar object

tracking« (Master Thesis)

51p u b l i k at i o n e n

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»mit unseren kompetenzen im angewandten Visual

Computing unterstützen wir kunden aus industrie,

Wirtschaft und behörden. Visual Computing bietet

Visualis ierungs- und simulationstechnologien für ein

sehr breites feld von anwendungen.«

überall wo sie moderne Computertechnologien einsetzen,

fi nden sich Einsatzgebiete des Visual Computing und somit

unterstützende lösungen, um dem stark visuell orientierten

menschen die arbeit zu erleichtern. insbesondere wenn es

darum geht, schnelle ingenieurtechnische oder ästhetische

entscheidungen zu treffen, können sie ihre arbeit mit ange-

passten Visual-Computing-lösungen qualitativ und quantitativ

weiter verbessern.

das fraunhofer igd und seine partner bieten ihren kunden

zahlreiche serviceleistungen rund um die auftragsforschung und

setzen diese qualitativ hochwertig für sie und mit ihnen um.

unsere angebote und serviceleistungen im überblick

auftragsforschung für industrie, Wirtschaft und behörden

entwicklung neuer technologien, prototypen und

komplettsysteme

erstellen von konzepten, modellen und praxislösungen

supportdienstleistung am standort des kunden

evaluierung von soft- und hardware

Visualisierungen von informationen

2d-modellierung und 3d-modellierung

simulationen von modellen

studien und beratung

lizenzierungen

schulungen

waS wir fÜr SiE lEiStEn waS wir fÜr SiE lEiStEn

Page 55: induStriE 4 - Fraunhofer IGD€¦ · Visual Computing in der industrie 4.0 Keine Frage, der Erhalt von Kulturgut ist in der heutigen Zeit eine Aufgabe, die aktueller leider nicht

53i h r e a n s p r e C h pa rt n e r

dr.-ing. Johannes behr

Standort Darmstadt +49 6151 155-510

[email protected]

Visual Computing system technologies

Unter Visual Computing versteht man bild-

und modellbasierte Informatik. Hierzu zählen

Virtuelle und Erweiterte Realität, Graphische

Datenverarbeitung und Computer Vision.

Die Abteilung »Visual Computing System

Technologies« unter der Leitung von Johannes

Behr hat die Aufgabe, diese Basistechnologien

des Fraunhofer IGD für andere Forschungs-

gruppen und die deutsche Industrie verfügbar

zu machen.

dr.-ing. ulrich bockholt

Standort Darmstadt +49 6151 155-277

[email protected]

Virtuelle und Erweiterte realität»Virtuelle und Erweiterte Realität« – so heißt

die Abteilung, die unter Leitung von Ulrich

Bockholt in den Bereichen Virtual Reality und

Augmented Reality arbeitet. Die Abteilung er-

forscht Technologien zur Objekterkennung und

-verfolgung mithilfe von Videokamerabildern.

Die Technologien werden auf Smartphone- und

Tabletsystemen in der industriellen Wartung,

3D-Interaktion und Fahrassistenz eingesetzt.

dr.-ing. andreas braun

Standort Darmstadt +49 6151 155-208

[email protected]

smart Living & biometric technologies

Die Abteilung »Smart Living & Biometric

Technologies« unter der Leitung von Andreas

Braun entwickelt zukunftsorientierte Lösungen

für smarte Umgebungen. Dynamische Sensor-

systeme, intelligente Plattformen und innovative

Interaktionsmöglichkeiten sowie biometrische

Systeme werden unauffällig in Wohn- und

Arbeitsumgebungen integriert und assistieren

intelligent bei unseren täglichen Aktivitäten.

dr. rer. nat. Eva Eggeling

Standort Graz +43 316 873-5410

[email protected]

Visual ComputingDamit hochwertige Visualisierungen überhaupt

möglich sind, müssen die Modellbildung

und Simulation ineinandergreifen. Das Team

um Eva Eggeling kombiniert diese beiden

anspruchsvollen Disziplinen miteinander und

belebt auf diese Weise immersive Umgebungen.

In den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten

schafft Fraunhofer Austria in Graz damit Visualisie-

rungen für die Praxis, um die Interaktion zwischen

Mensch und Maschine stetig zu verbessern.

SErVicE und anSprEchpartnEr

technologien und anwendungen

tragen unsere kernkompetenzen.

bei der forschungsarbeit setzen wir ein

breites methodenspektrum ein, das wir

kontinuierlich weiterentwickeln. durch

unseren umfassenden und interdiszi-

plinären blick verfügen wir über ein

vielfältiges leistungsangebot, das wir

in 14 forschungsabteilungen und einem

service Center bündeln.

sie haben Fragen zu Kooperations-

möglichkeiten und wünschen weitere

informationen? unsere ansprechpartner

in deutschland, Österreich und singapur

helfen ihnen gerne weiter.

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54 i h r e a n s p r e C h pa rt n e r

dr. Eva Klien

Standort Darmstadt +49 6151 155-412

[email protected]

geoinformationsmanagementEva Klien leitet die Abteilung »Geoinformations-

management«. Erfolgreiche Kommunikation

und effiziente Kooperation ermöglichen die

Forscher mithilfe neuer Technologien der

digitalen Geoinformationen. Die Abteilung

beschreitet dabei neue Wege zur umfassenden

Integration, Verwaltung und Visualisierung durch

3D-Geoinformationssysteme.

dr.-ing. Jörn Kohlhammer

Standort Darmstadt +49 6151 155-646

[email protected]

informationsvisualisierung und Visual analytics

Visual Analytics, Semantik-Visualisierung

und Echtzeit – das sind die Themen der

Abteilung »Informationsvisualisierung und

Visual Analytics«. Das Team um Leiter Jörn

Kohlhammer schafft Lösungen für die interaktive

Visualisierung großer Datenmengen, sogenannte

Visual-Analytics-Technologien.

Prof. dr.-ing. uwe Freiherr von Lukas

Standort Rostock +49 381 4024-100

[email protected]

maritime graphicsDie Abteilung »Maritime Graphics« erarbeitet

Lösungen für die maritime Wirtschaft. Schiff-

bau, Schiffsbetrieb und Meerestechnik/

Meeresforschung profitieren von den

zukunftsweisenden Entwicklungen. Unter der

Leitung von Uwe Freiherr von Lukas verbinden

die Forscher des Fraunhofer IGD fachliche

Kompetenz in (Unterwasser-)Bildverarbeitung

und Visualisierung mit der Kenntnis der beson-

deren Anforderungen und Randbedingungen

der maritimen Branche.

Prof. dr.-ing. Wolfgang müller-Wittig

Standort Singapur +65 6790 6988

[email protected]

interactive digital mediaGeleitet von Wolfgang Müller-Wittig, stärkt das

Forschungszentrum Fraunhofer IDM@NTU mit

seiner Expertise unter anderem in Echtzeit-Ren-

dering, Virtueller und Erweiterter Realität und

Mensch-Maschine-Interaktion nicht nur den

Markt »Interactive Digital Media«, sondern

liefert darüber hinaus auch Lösungen für die

anderen Sektoren wie Transport, Marketing und

Bildung. Durch die Präsenz in Singapur werden

wertvolle Kenntnisse über die regionalen Beson-

derheiten des asiatischen Markts gewonnen.

m. sc. inform. Pedro santos

Standort Darmstadt +49 6151 155-472

[email protected]

digitalisierung von KulturerbePedro Santos entwickelt mit seiner Abteilung

»Digitalisierung von Kulturerbe« schnelle wirt-

schaftliche Digitalisierverfahren für die originalge-

treue virtuelle Reproduktion realer Objekte. Dabei

sollen sowohl die Geometrie und Textur als auch

die physikalisch-optischen Materialeigenschaften

automatisiert vermessen und erfasst werden. Die

eingesetzten Rekonstruktionsverfahren scannen

Objekte mit verschiedensten optischen Sensoren

und Lichtquellen unter möglichst gleichen Umge-

bungsbedingungen für vergleichbar hohe Qualität.

Prof. dr.-ing. andré stork

Standort Darmstadt +49 6151 155-469

[email protected]

interaktive Engineering technologien

Unter Leitung von André Stork entstehen in der

Abteilung »Interaktive Engineering Technologien«

Lösungen, um Entscheidungsprozesse von

Ingenieuren zu vereinfachen. Dies erfolgt mittels

Technologien der Computergraphik: interaktive

Graphik und Simulation sowie Modeling Reality.

Anspruchsvolle Simulationsmethoden unter-

stützen durch interaktive Darstellungsformen

und ermöglichen einen Erkenntnisgewinn bei

komplexen Fragestellungen.

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55i h r e a n s p r e C h pa rt n e r

Prof. dr.-ing. bodo urban

Standort Rostock +49 381 4024-100

[email protected]

interactive document EngineeringDie Abteilung »Interactive Document Engineering«

entwickelt Lösungen zur Visualisierung existenzieller

Daten, insbesondere für die Branchen Maschinen-

und Anlagenbau sowie Healthcare. Unter der

Leitung von Bodo Urban arbeiten die Forscherinnen

und Forscher an Technologien, die den Menschen in

vielen Bereichen seiner Arbeits-, Lern- und Lebens-

welt unterstützen, Informationen und Dokumente

bedarfs- und kontextbezogen bereitstellen und

intuitive Interaktionsmöglichkeiten bieten.

dr. Philipp urban

Standort Darmstadt +49 6151 155-250

[email protected]

3d-druck-technologienDie von Philipp Urban geführte Abteilung

»3D-Druck-Technologie« entwickelt Modelle,

Algorithmen und Software, um gedruckte

3D-Objekte der Vorlage zum Verwechseln ähn-

lich zu machen. Das Ziel ist ein 3D-Kopierer, der

Original und Vorlage kaum noch unterscheidbar

macht. Die Entwicklungen gehen dabei in

Richtung 3D-Druck mit mehreren Materialien.

dr.-ing. stefan Wesarg

Standort Darmstadt +49 6151 155-511

[email protected]

Visual healthcare technologiesNeue Softwarelösungen verändern die Medizin

und Medizintechnik. Bildgebende Verfahren

unterstützen die tägliche Arbeit von Ärzten und

haben einen festen Platz im Klinikalltag. Sie

helfen dem Klinikpersonal in Planung, Simulation

und Navigation operativer Eingriffe. Die Abtei-

lung »Visual Healthcare Technologies« unter der

Leitung von Stefan Wesarg entwickelt Lösungen,

damit Mediziner Bilddaten bei der Diagnose, in

der Therapieplanung und der intraoperativen

Navigation effektiv nutzen können.

mehr informationen zu der jeweiligen abteilung und deren projekten erhalten sie auf unserer Website

www.igd.fraunhofer.de/institut/abteilungen

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56

Fraunhofer-institut für graphische datenverarbeitung igdFraunhoferstraße 5

64283 Darmstadt

Telefon +49 6151 155-0

Fax +49 6151 155-199

[email protected]

www.igd.fraunhofer.de

institutsleiter

Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner

Telefon +49 6151 155-100

[email protected]

stellvertretender institutsleiter

Dr.-Ing. Matthias Unbescheiden

Telefon +49 6151 155-155

[email protected]

direktionsbüro

Barbara Merten

Telefon +49 6151 155-101

[email protected]

standort rostoCKJoachim-Jungius-Straße 11

18059 Rostock

Telefon +49 381 4024-100

Fax +49 381 4024-199

[email protected]

www.igd.fraunhofer.de/rostock

standort graZFraunhofer Austria Research GmbH

Geschäftsbereich Visual Computing

Inffeldgasse 16c/II

8010 Graz, Österreich

Telefon +43 316 873-5410

Fax +43 316 873-105410

offi [email protected]

www.fraunhofer.at

standort singaPurFraunhofer-Projektzentrum IDM@NTU

50 Nanyang Avenue

Singapur 639798, Singapur

Telefon +65 6790 6989

Fax +65 6792 8123

[email protected]

www.fraunhofer.sg

i h r W e g Z u u n s

ihr wEg zu unS

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herausgeberFraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD

Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner

redaktionDr. Konrad Baier (Leitung), Janine van Ackeren,

Heidrun Bornemann, Detlef Wehner

gestaltungCarina Bumke, Oliver Boyens, Juliane Egner

anschrift der redaktionFraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD

Unternehmenskommunikation

Fraunhoferstraße 5

64283 Darmstadt

Telefon +49 6151 155-437 | E-Mail: [email protected]

Weitere Informationen zu Projekten, Technologien und Kompetenzen

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