Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale …rue/PDF-Dateien/TZI-Bericht... ·...

[wearLab]@tzi

TZI-Bericht Nr. 24

Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale

mobiler, tragbarer Computersysteme“

Erstellt von Ingrid Rügge, unterstützt durch Dr. Michael Boronowsky und Anke Werner und unter

Mitwirkung von Nils Behrens, Michael Dippold, Magda Mazurek, Hanna Neuhaus, Tom Nicolai, Renate Post-González und Ansgar Schmidt

Technologie-Zentrum Informatik, Universität Bremen Bremen, im Januar 2002

Beauftragt von:

Unterstützt durch:

Die Abbildungen, Schemata und Texte der vorliegenden Publikation wurden mit größter Sorgfalt recherchiert und erarbeitet. Die VerfasserInnen können jedoch für evtl. verbleibende fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine juristische noch irgendeine andere Haftung übernehmen. Die in dieser Studie erwähnten Soft- und Hardwarebezeichungen sind in vielen Fällen auch eingetragene Warenzeichen und unterliegen als solche den gesetzlichen Bestimmungen.

i

Executive Summary

Technologische und anwendungsorientierte Potenziale mobiler, tragbarer Computersysteme

Papierlose elektronische Datenerfassung bei der Inspektion von Industrieanlagen vor Ort, virtuelle Reiseführer, die die unmittelbare Umgebung erklären, oder multimediale Reparaturanleitungen direkt am zu reparierenden Gerät sind keine wilden Utopien mehr, sondern handfeste Anwendungsbeispiele für Wearable-Computing-Lösungen. Die vorliegende Studie liefert Einzelheiten zu eingesetzten und verfügbaren Technologien, die derartige „mobile“ Tätigkeiten – jenseits von Schreibtisch und Büro – unterstützen, und gibt einen Überblick über Anwendungsbereiche und Anwendungsfälle, in denen diese neuen Technologien gewinnbringend eingesetzt werden können.

Der Begriff „mobiles, tragbares Computersystem“ wird heute sehr breit gefasst und bezeichnet alles, was sich zwischen Notebook, Handy und intelligentem Stoff bewegt. Die Studie konzentriert sich innerhalb dieser Bandbreite auf das noch junge, aber wirtschaftlich relevante und zukunftsträchtige Paradigma „Wearable Computing“. „Mobil und tragbar“ wird mit „wearable“ gleichgesetzt und bezeichnet das „Anziehen“ von Computerhardware: Der Rechner wird zusammen mit seinen Ein-/Ausgabemedien so am Körper getragen, dass beide Hände für andere Tätigkeiten frei bleiben und der Computer in der Bewegung genutzt werden kann. Prinzipiell ist jeder HandheldPC der neuesten Generation – zu der sowohl PDAs als auch Smartphones gehören – verwendbar; in erster Linie kom-men jedoch sogenannte „Wearable Computer“ zum Einsatz. Diese extrem kleinen, sehr robusten Rechner besitzen die Leistungsfähigkeit von Laptops und sind maßgeschneidert für den Einsatz vor Ort. Eine autonome Stromversorgung, die das Gerät bis zu einem ganzen Arbeitstag von 8 Std. im Dauerbetrieb mit Energie versorgen kann, untermauern diese Eigenschaften. Bradley Rhodes1 (MIT), Protagonist an der Schnittstelle zwischen Wearable Computing und Software-Agenten, cha-rakterisiert einen Wearable Computer (kurz Wearable) folgendermaßen:

• Portable while operational: Ein Wearable kann in der Bewegung benutzt werden.

• Hands-free use: Die Interaktion mit dem Wearable ist so gestaltet, dass beide Hände frei sind für andere Aufgaben.

• Sensors: Ein Wearable ist mit Sensoren zur Wahrnehmung der physikalischen Umgebung ausgestattet.

• Proactive: Auch wenn der Wearable nicht aktiv benutzt wird, versorgt er die BenutzerIn mit Informationen.

1 [Rho97]

ii Executive Summary

• Always on, always running: Der Wearable nimmt kontinuierlich Daten auf und ist „immer im Einsatz“.

Darüber hinaus ist ein Wearable-Computing-System netzwerkfähig, wobei die Verwendung eines drahtlosen Netzes als selbstverständlich angesehen wird. Die Art der Vernetzung und das verwendete Protokoll sind nicht festgelegt; auf längere Sicht ist eine hybride Vernetzung zu erwarten, die situati-onsabhängig die geeignetste Verbindung herstellt. Die notwendigen elementaren Hardwarekompo-nenten für diese neue Generation von Computersystemen stehen bereits heute kommerziell zur Ver-fügung bzw. wurden für die nahe Zukunft angekündigt. Dazu gehören:

• Wearable Computer z.B. von den Firmen Charmed Technology, Symbol Technologies, Tiquit Computer, ViA, Xybernaut Corp. u.a.

• Ausgabemedien, z.B. Monokulare Head-Mounted Displays (HMDs), hergestellt von Microoptical, Microvision, TecGear oder einer anderen der gut ein Duzend Firmen in diesem Bereich.

• Eingabemedien, die von diversen Herstellern für die unterschiedlichen Arten der Eingaben in Computersysteme hergestellt werden, z.B. Unterarmtastaturen, Chording Keyboards, ohne Unterlage zu benutzende Zeige-Devices aber auch Kameras, Mikrofone und eine Vielzahl verschiedenartiger Sensoren.

In den Markt Einzug gehalten haben mittlerweile sogenannte „Smart Clothing“. Sie integrieren Informations- und Kommunikationstechnologie in Kleidungsstücke und Assessoires, wie Uhren und Schmuck, oder in den Stoff. Alle genannten Komponenten werden in der vorliegenden Studie detail-liert vorgestellt. Wearable Computing ist allerdings noch sehr jung, so dass viel Raum für Neuent-wicklungen, Lösungen und Produkte bleibt. Die Untersuchung dieser Technologie hat kommerziell verfügbare Hardware-Komponenten zutage gebracht; ein beträchtlicher Teil der in den dokumentier-ten Anwendungsbeispielen realisierten Lösungen besteht jedoch aus Prototypen und Selbstbauten. Das gilt in besonderem Maße für die Software. Für PDAs und Smartphones wurden neue Betriebs-systeme und Anwendungsprogramme entwickelt, die den Geräten angepasst sind und eine einge-schränkte Funktionalität zur Verfügung stellen. Sie unterstützen im Prinzip aber nur Tätigkeiten, die üblicherweise stationär am DesktopPC oder auf einem herkömmlichen Notebook ausgeführt werden: Terminplanung, Adressverwaltung, Textverarbeitung, Kommunikation und Internet-Surfen. Für Tätigkeiten außerhalb traditioneller Büroanwendungen gibt es kaum eigene Softwareprodukte, insbe-sondere keine, die die BenutzerIn bei einer mobilen Tätigkeiten unterstützen, ohne ihre volle Auf-merksamkeit zu beanspruchen. Die in der Studie analysierten Anwendungsbeispiele geben Hinweise darauf, welche Art von Anwendungsprogramme und welche anwendungsbereichsübergreifenden Softwarekomponenten für einen breiten kommerziellen Erfolg des Wearable Computing noch ausste-hen. Darüber hinaus zeigen sie, dass die Integration der verschiedenen verfügbaren Hardwarekompo-nenten und der prototypisch entwickelten Software zu einem Komplettsystem stark von der konkreten Anwendung abhängt und an dieser Stelle noch ein großes Entwicklungspotenzial vorhanden ist.

Ideenleitend für Wearable Computing ist ein sehr altes Leitbild der Informatik: Der Computer als Assistent des Menschen. Als Einsatzbereich dieser Technologie ist dabei weder an die Automatisie-rungstechnik noch an Büroarbeitsplätze gedacht. Informations- und kommunikationstechnisch unter-stützt werden mobile Tätigkeiten von Menschen. Die langjährigen Erfahrungen mit Automation und Desktop Computing haben jedoch Früchte getragen, so dass das aktuelle Leitbild „Computing als mobile Assistenz“ heißt und damit den Blick weg von der Hardware und hin zu den Anwendungspro-grammen, zur Interaktion zwischen Mensch und Computer und insbesondere zu den Anwendungsbe-reichen selbst lenkt. Die Analyse aller dokumentierten Anwendungsbeispiele zeigt, dass Wearable-Computing-Lösungen darauf abzielen, die BenutzerIn bei ihrer Tätigkeit zu unterstützen und dabei so wenig Aufmerksamkeit wie möglich für die Bedienung des Computersystems in Anspruch nehmen. Denn, anders als beim Desktop Computing, liegt die primäre Aufgabe der BenutzerIn auf ihren Tätig-keiten in der realen, gegenständlichen Welt und nicht in der Computerbenutzung. Die InspekteurIn eines Fahrzeugs oder Flugzeugs widmet beispielsweise ihre Aufmerksamkeit dem physikalischen Objekt – optische Begutachtung, Temperaturmessung, Funktionsprüfung etc. –, und muss darüber hinaus auf ihre eigene Sicherheit achten, z.B. wenn sie den Gegenstand der Inspektion begehen oder umrunden muss.

Executive Summary iii

Wearable Computing ist eine Synthese aus bereits vorhandenen Leitbildern und Paradigmen wie Mobile Computing, Ubiquitous Computing, Augmented Reality und Intelligente Agenten. Der Syner-gieeffekt entsteht aus einer neuen Verbindung vormals getrennter Aspekte, mit dem Ziel, auf Anfor-derungen aus neuen Anwendungsbereichen außerhalb des Büroarbeitsplatzes mit umsetzbaren und produktfähigen Lösungen zu reagieren. Denn der Einsatzbereich ist nicht das „mobile Büro“ oder das „mobile Internet“, sondern in erster Linie Tätigkeiten, die folgenden Kriterien genügen:

• Sie werden in der Bewegung ausgeführt (z.B. Kommissionierung, Bewachung, landwirtschaftliche Bewirtschaftung).

• Sie finden an wechselnden Einsatzorten statt (z.B. Wartung von Schiffen, Straßen-inspektion, Krisenmanagement, Notfallmedizin) oder

• sie werden zwar an einem Ort aber an wechselnden Objekten durchgeführt (z.B. Inspektion von Fahrzeugen, Flugzeugen, Lagerverwaltung).

• Die primäre Aufgabe und die Aufmerksamkeit der BenutzerIn sind in der physikalischen Welt situiert.

Industrielle Anwendungsbereiche

Mehr als 1/3 der knapp 90 recherchierten Anwendungsbeispiele sind im industriellen Kontext ange-siedelt. Die Eigenschaft des Tragens eröffnet für solche Anwendungen neue Perspektiven, da die Benutzung auch in Situationen gewährleistet ist, in denen herkömmliche – auch mobile – Computer-systeme bisher nicht einsetzbar waren und eine Automatisierung der auszuführenden Tätigkeit nicht möglich ist. Wearable Computing kann so zu einem Katalysator für Innovationen werden und Lücken in der durchgehenden Computerunterstützung von Prozessketten schließen. Ein Beispiel ist die elek-trische Verkabelung von Flugzeugen: Die Kabelbäume der Flugzeuge von Boeing werden an langen, tafelähnlichen Arbeitsplätzen per Hand gebunden. Auf den Tafeln ist jeweils die Verkabelung aufge-zeichnet, nach der gearbeitet werden muss. Die MitarbeiterInnen benötigen einen beträchtlichen Teil ihrer Zeit, um sich in die Handbücher, die während der Arbeit immer wieder konsultiert werden müs-sen, einzuarbeiten und den gesuchten Eintrag zu finden. Diese Tätigkeit sollte in einem Pilotprojekt durch Computereinsatz effektiviert werden: Durch die Digitalisierung der Handbücher, die Imple-mentierung eines Vorgehensmodells sowie die punktgenaue Einblendung des zu produzierenden Kabelbaums in das Blickfeld der BenutzerIn waren Arbeitsschritte und Erklärungen zielgerichtet am Arbeitsplatz zugreifbar. Die angestrebte Produktivitätssteigerung wurde mit dem entwickelten Proto-typ nicht erreicht, allerdings waren die Probanden, die mit der neuen Technologie arbeiteten, auch nicht langsamer als ihre konventionell arbeitenden KollegInnen. Bedenkt man, dass dieses Projekt Anfang der 90er Jahre durchgeführt wurde, und dass die Ursachen in der fehlenden Genauigkeit der seinerzeit verfügbaren Tracking-Systeme und in deutlichen Mängeln des Interaktionskonzeptes begründet lagen, so kann das Ergebnis dennoch als positiv bewertet werden. Dass Boeing zurzeit zusammen mit dem MIT (Massachusetts Institute of Technology) an der Integration von Wearable Computern in die Arbeitskleidung der ISS-Raumstation arbeitet, zeigt, dass Boeing die Technologie weiterhin als zukunftsweisend betrachtet und die Potenziale für Innovationen nutzen wird.

Anwendungen im professionellen und im Consumer-Bereich

Die oben genannten Merkmale mobiler Tätigkeiten sind aber nicht nur im industriellen Kontext zu finden, sie charakterisieren z.B. auch handwerkliche Tätigkeiten, medizinische Versorgung, landwirt-schaftliche Bewirtschaftung, Logistik, journalistische Berichterstattung, archäologische Beobachtun-gen, Krisenmanagement u.v.m. Mit Ausnahme des Handwerks gibt es bereits aus all diesen Bereichen dokumentierte Beispiele für den Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme. Doch Wearable Com-puting ist nicht nur für den professionellen Einsatz interessant, sondern hat auch Chancen auf dem Consumer-Markt. Xybernaut und Hitachi brachten Anfang 2002 in den USA und in Japan einen

iv Executive Summary

Wearable Computer auf den Markt, der in Kooperation mit Shimadzu, Microdisplays und Microsoft entstanden ist und der Klasse der PocketPCs zugerechnet wird. Dieses Gerät verfügt allerdings – im Gegensatz zu herkömmlichen HandheldPCs – über eine Sprachsteuerung und über ein kleines, mono-kulares Head-Mounted Display mit Kopfhörer und Mikrofon. Ob es sich am Markt durchsetzen wird, bleibt zu beobachten; ein deutlicher Trend in Richtung Wearable Computing wird auf jeden Fall prognostiziert. Die Analysten von Gartner nannten im Oktober 2001 vier trendbestimmende Schlüs-seltechnologien für das nächste Jahrzehnt, eine davon sind Wearable Computer. Gartner schätzt, dass bis 2007 60% aller U.S. AmerikanerInnen zwischen 15 und 50 ein drahtloses Informations- und Kommunikationsgerät mindestens 6 Std. täglich tragen werden. Es liegen mehrere dokumentierte Anwendungsbeispiele aus dem Konsumentenbereich vor. Zum einen sind das verschiedene Ansätze für virtuelle Touristenführer, die der BenutzerIn vor Ort insbesondere standort- und blickrichtungs-abhängig geographische, geschichtliche, architektonische oder auch aktuelle Informationen zu Plätzen oder Gebäuden anbieten. Die virtuellen Informationen werden in den meisten Beispielen als drei-dimensionale Bilder in das Sichtfeld der BenutzerIn eingeblendet und überlagern die reale Welt, oder sie werden auf einem zusätzlichen Ausgabemedium dargestellt. Im MARS-Projekt der Columbia University wird das Informationsangebot in einem HMD signalisiert, die Informationen selbst werden auf einem Handheld-Device dargestellt. Andere Anwendungsbeispiele entstammen einem wesentlich privaterem Anwendungsbereich, dem persönlichen Informationsmanagement und der persönlichen Gedächtnis- und Wahrnehmungsunterstützung.

Mobile Assistenz

Wearable Computing zielt auf eine Unterstützung und Entlastung der BenutzerIn im Sinne einer (mobilen) Assistenz ab. Es wurde kein Anwendungsbeispiel gefunden, in dem das nicht der Fall war. Die angestrebten Entlastungen betreffen insbesondere „unproduktive“ Tätigkeiten, d.h. administrative Aufgaben und Arbeitsschritte, die als Arbeitsvorbereitung der eigentlichen Aufgabe vorgelagert sind oder sich als Dokumentation anschließen. So können bei der Instandhaltung Dokumentationen und Zeichnungen aktuell und direkt vor Ort zur Verfügung stehen, ohne dass diese Arbeitsmittel zuvor von der InspekteurIn gesichtet, auf Aktualität geprüft, zusammengestellt und mitgenommen werden müssen. Die zeitaufwändige Suche nach der gerätespezifischen Information wird zudem durch die automatische Erfassung von Kontextinformationen reduziert. Die handschriftliche Erfassung von Inspektionsbefundungen sowie ihre spätere manuelle Übertragung in ein Informationssystem entfällt vollständig und wird durch eine weitgehend automatisierte Dokumentation ersetzt. Die aufgezeigten Anwendungsbeispiele zeigen darüber hinaus, dass gerade in Inspektions- bzw. Wartungsszenarien eine Unterstützung der Kommunikation zwischen der BenutzerIn und ihren KollegInnen eine außer-ordentliche Rolle spielt. Dazu gehört nicht nur ein asynchroner Austausch von Nachrichten oder Dokumenten, sondern der gemeinsame Zugriff auf Informationen, die virtuelle Anwesenheit einer anderen Person per Videokonferenz oder der remote-Zugriff entfernter ExpertInnen.

Wechselwirkungen zwischen Anwendung und Technologie

Die in den dokumentierten Anwendungsbeispielen vorgeschlagenen Systeme weisen eine starke Abhängigkeit zwischen Anwendung und Technologie auf, so dass bisher kaum anwendungsübergrei-fende Wearable-Computing-Lösungen für ganze Klassen von Anwendungsfällen entwickelt werden konnten. Die überwiegende Mehrheit der Lösungen sind bisher nur prototypisch realisiert oder in Feldstudien untersucht worden, so dass der Spielraum für die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen groß ist. Das einzige schon seit Jahren kommerziell erfolgreich eingesetzte Wearable-Computing-System ist das Wearable Scanning System (WSS) der Firma Symbol, das in der Logistik eingesetzt wird: Der auf die mobile, berührungslose Erfassung von Barcodes spezialisierte Wearable Computer wird so am Unterarm getragen, dass die Benutzung fast beiläufig erfolgt und die TrägerIn bei Transport- oder Lagerarbeiten nicht behindert wird. Das System wird u.a. in den USA bei UPS in der Paketdistribution eingesetzt, aber auch als Frontend eines vollautomatisierten Lagers und bei der Kommissionierung in einem Versand.

Executive Summary v

Anwendung und Technologie stehen bei der Entwicklung Wearable Computing noch auf andere Art und Weise in enger Wechselwirkung zueinander: Die Eigenschaften dieser Technologie öffnen den Blick für neue Einsatzmöglichkeiten in den Anwendungsbereichen; durch die Erweiterung dieser Per-spektive werden Anforderungen aus den Anwendungen heraus formuliert, die ihrerseits für eine Ver-besserung und Weiterentwicklung der Technologien sorgen. Bei der Unterstützung der Inspektion von Industriekranen in einem Stahlwerk beispielsweise kann keine Spracheingabe benutzt werden, da die Umgebung zu laut ist. Andererseits können aber auch weder Maus noch Tastatur verwendet werden, denn es steht keine Ablagemöglichkeit zur Verfügung und die InspekteurIn muss Arbeitshandschuhe tragen. Diese Rahmenbedingungen führten zur Entwicklung neuer Interaktionsmedien. Einfachste Mechanismen wie Schalter und Sensoren wurden in den Arbeitshandschuh integriert, so dass die InspekteurIn den Computer mit nur wenigen Handbewegungen benutzen kann, ohne den Arbeits-handschuh ablegen und ohne die eigentliche Inspektion unterbrechen zu müssen. Als informations-technische Unterstützung stehen ihr z.B. die papierlose Dokumentation der Befundung und der Zugriff auf die aktuellsten gerätespezifischen Dokumente und Zeichnungen zur Verfügung. Für der-artige anwendungsbezogene Lösungen gibt es weitere Beispiele, auf die in der vorliegenden Studie eingegangen wird.

Die durch Wearable-Computing-Lösungen bereitgestellte Basisfunktionalität unterscheidet sich auf den ersten Blick nicht von Desktop-Computing-Anwendungen. Gewährleistet werden der drahtlose Zugriff auf Informationen, intelligente Informationspräsentation, mobile Datenerfassung, kontext-abhängige BenutzerInnen-Führung und die Kommunikation mit anderen Personen. Unterschiede wer-den erst in den Details deutlich, wie die gesichteten Anwendungsszenarien gezeigt haben. Die Vielfalt und Heterogenität möglicher Lösungen wird durch die in der vorliegenden Studie schematisch beschriebenen Anwendungsbeispiele belegt. Entwicklungspotenziale sind auf zwei Ebenen vorhan-den. Auf der einen Seite erschließen sich für Unternehmen neue Wege der Produktivitätssteigerung durch den Einsatz von Softwaresystemen in neuen Arbeitsbereichen. Auf der anderen Seite eröffnen diese neuen Einsatzbereiche zusammen mit den neu entstehenden Technologien (Hardware, Periphe-rie und Software) Raum für die Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen.

vi

Vorworte

Gernot Neumann-Mahlkau, Sprecher des Arbeitskreises mobile cooperative work Bremen, Februar 2002

Die Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale mobiler, tragbarer Computersys-teme“ wurde durch das Technologie-Zentrum der Informatik (TZI) der Universität Bremen mit dem Ziel durchgeführt, den Grundstein für ein neues Kompetenzfeld in Bremen zu legen. Der Arbeitskreis Bremer Unternehmen „mobile cooperative work (mcw)“ im Verein bremen multimedial e.V. sieht in dieser Studie einen Leitfaden für eine zukünftige technologische Ausrichtung des Landes Bremen. Die Studie ist auch ein Beweis für den Informationsvorsprung Bremer Unternehmen durch die Senatsinitiative „bremen in t.i.m.e.“.

Die Studie zeigt in eindrucksvoller Weise die Anwendungspotenziale mobiler Rechentechnik in verschiedenen Bereichen. Anschaulich werden die Wechselwirkungen zwischen Technik und Anwendungen verdeutlicht. Für Unternehmen, die Lösungen im Bereich mobiler Informations- und Datenkommunikationssysteme planen oder einsetzen wollen, ist diese Studie ein geeignetes Nach-schlagewerk, um sich über den aktuellen Stand dieser Technologie und über ihre Einsatzmöglich-keiten zu informieren.

Dr. Edwin Vogt Senior Vice President, Research & Development, Xybernaut Corporation Fairfax, Virginia, USA, März 2002

Die Studie des TZI der Universität Bremen über die „technologischen und anwendungsorientierten Potenziale mobiler, tragbarer Anwendungen“ wurde vor etwa anderthalb Jahren in Bremen begonnen und heute erfolgreich zu einem ersten Abschluss geführt.

Wir waren vom ersten Moment an begeistert von der Dynamik, dem Einsatz und dem Fachwissen, die das TZI in diese Studie eingebracht hat und haben daher mit Freude und mit Stolz dieses Projekt von Anfang an unterstützt.

Die Studie erarbeitet und beschreibt mit viel Sachverstand die Potenziale und Möglichkeiten des „mobile, wearable computing“ in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen. Sie eröffnet Ein-blicke und zeigt Lösungsmöglichkeiten, bei denen durch den Einsatz mobiler, umgebungsorientierter und unterstützender kooperativer Informationstechnologie (Datenkommunikation und Datenverar-beitung) Geschäftsabläufe qualitativ und kosteneffektiv realisiert werden können.

Diese Anwendungen lassen aber auch sehr attraktive Lösungsangebote, die auf den Freizeitbereich und die persönlichen Konsumentenbedürfnisse zugeschnitten sind, erkennen.

vii

Inhalt

Executive Summary

Vorworte Inhaltsverzeichnis

Kapitel 1: Einleitung............................................................................................................. 1

Motivation .......................................................................................................................... 1

Aufbau der Studie.............................................................................................................. 3

Kapitel 2: Begriffe, Leitbilder und Paradigmen ................................................................. 5

Begriffsbestimmung........................................................................................................... 5

Leitbilder und Paradigmen................................................................................................. 8 Mobile Computing ..................................................................................................................... 8 Ubiquitous Computing ............................................................................................................. 11 Augmented Reality................................................................................................................... 12 Agenten und Assistenten .......................................................................................................... 13 Wearable Computing................................................................................................................ 15

Kapitel 3: Anwendungen ................................................................................................... 17

Anwendungsbereiche...................................................................................................... 18

Anwendungsfälle ............................................................................................................. 19

Bisherige Lösungen und Umsetzungen........................................................................... 21 Portierung von Desktop-Applikationen .................................................................................... 22 Optimierung hinsichtlich einer speziellen Aufgabe.................................................................. 24 Integration mobiler Messgeräte mit Wearable Computern ....................................................... 26 Mobile, tragbare Informationssysteme ..................................................................................... 27 Kontextgetriebene BenutzerInnenführung und automatische Dokumentation.......................... 29 Mobile Assistenzsysteme ......................................................................................................... 32

Dokumentierte Case Studies........................................................................................... 34 Logistik .................................................................................................................................... 35 Produktion, Montage, Konstruktion ......................................................................................... 45 Instandhaltung: Inspektion, Wartung, Instandsetzung .............................................................. 52 Medizin .................................................................................................................................... 63

viii Inhaltsverzeichnis

Tourismus, Kultur .................................................................................................................... 67 Umwelt, Landwirtschaft ........................................................................................................... 76 Journalismus / Unterhaltung..................................................................................................... 82 Krisen- und Katastrophenmanagement..................................................................................... 88 Konsumenten-Bereich .............................................................................................................. 93

Kapitel 4:Tragbare Rechner und CPUs .......................................................................... 101

Kategorien mobiler, tragbarer Endgeräte .............................................................................. 101

Wearable Computer & Smart Clothing .......................................................................... 102

Produktübersicht Wearable Computer................................................................................... 106

Produktbeispiele Wearable Computer ................................................................................... 108

Produktbeispiele Smart Clothing........................................................................................... 145

Produktbeispiele PDAs und Smartphones ............................................................................. 153

Beispiele portabler Referenzgeräte........................................................................................ 159

Energieverbrauch und -versorgung als Hemmschuh .................................................... 169 Kapitel 5: Eingabetechnologien...................................................................................... 173

Eingabemedien ............................................................................................................. 175 Spracheingabe ........................................................................................................................ 176 Mobile, tragbare Tastaturen.................................................................................................... 177 Drahtlose Zeigemedien und Navigationskomponenten .......................................................... 195 Spezialisierte Eingabemedien................................................................................................. 202 Sensoren ................................................................................................................................. 209

Auswahl geeigneter Eingabemedien ............................................................................. 223 Kapitel 6: Ausgabetechnologien..................................................................................... 225

Displaytechnologie ........................................................................................................ 227 Hersteller von Mikrodisplays ................................................................................................. 227 Realisierungsansätze verschiedener Displaytechnologien ...................................................... 228 Displaytechnologien im Vergleich ......................................................................................... 242

Head-Mounted Displays ................................................................................................ 245

Akzeptanzfaktoren......................................................................................................... 262 Anhang

A: Literatur..................................................................................................................... 263

B: Firmenverzeichnis..................................................................................................... 271

C: Abkürzungen............................................................................................................. 297

D: Glossar ..................................................................................................................... 301

E: Produktverzeichnis.................................................................................................... 303

1

Kapitel I

Einleitung

Die vorliegende Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale mobiler, tragbarer Computersysteme“ wurde im Bereich „Intelligente Systeme“ des Technologie-Zentrum Informatik (TZI) der Universität Bremen im Jahr 2001 im Rahmen des gleichnamigen Projekts durchgeführt. Das Projekt wurde von der Bremer Innovationsagentur (BIA) beauftragt und von der Firma Xybernaut finanziell unterstützt.

Motivation

„Mobile Computing“ ist ein aktuelles Schlagwort der modernen Informationsgesellschaft: der Zugriff auf Informationen und Diensten gemäß der Prinzipien „anything, anytime, anywhere“. Dieser Begriff wird zurzeit um neue Aspekte aber auch um neue Begrifflichkeiten erweitert. Ursprünglich war nur der Softwareeinsatz auf High-End-Laptops bzw. -Notebooks gemeint, der das „mobile Büro“ Wirklichkeit werden ließ. Hinzu kam die neue Generation der Handheld- bzw. PocketPCs. Sie wurden anfangs als digitale Organizer benutzt, entwickeln sich jedoch durch die Erhöhung ihrer Leistungsfähigkeit zu mobilen Computersystemen, die eine eingeschränkte Funktionalität als Desktop-Arbeitsplatz bereitstellen und dabei eine sehr, sehr lange stromnetzunabhängige Betriebsdauer gewährleisten. Seitens der Kommunikationstechnologie stellt die rasante Verbreitung von drahtlosen Netzen (GSM, UMTS und WLAN) eine Infrastruktur bereit, die das „mobile Internet“ nicht nur für Handys, sondern für jedes mobile Endgerät bereitstellt und so den Zugriff auf alle Informationen ermöglicht, die elektronisch verfügbar sind.

Diesen allseits bekannten Technologien stehen weniger bekannte Entwicklungen zur Seite, die ein echtes Tragen von Rechnersystemen am Körper ermöglichen und die Metapher „Wearable Compu-ting“ prägen. „Wearable“ wird hier mit „tragbar“ gleichgesetzt und steht für das „Anziehen von Hardware“ im Sinne einer Armbanduhr, einer Brille, einer Weste oder eines Rucksacks. Es handelt es sich bei der eingesetzten Hardware um eine neue Generation von Rechnern, die den mobilen Einsatz komplexer Software unter extremen Bedingungen für Anwendungsgebiete jenseits der Schreibtisch-arbeit eröffnen. Diese z.T. sprachgesteuerten mobilen, tragbaren Computersysteme unterstützen die BenutzerIn z.B. bei Arbeiten wie Inventur, Inspektion und Wartung komplexer Anlagen oder bei der Aufnahme von Daten im freien Gelände, also in Bereichen, in denen herkömmliche Computer bisher unhandlich und schlecht zu nutzen waren. Der Einsatz tragbarer Rechnersysteme ist z.B. in solchen Aufgabenstellungen produktivitätssteigernd, in denen die BenutzerIn beide Hände zum Arbeiten frei haben muss, keinerlei Abstellfläche zur Verfügung hat und in denen eine Unterstützung durch ein Computersystem bzw. durch Informations- und Kommunikationstechnologie dennoch hilfreich ist. Bei der Instandhaltung von komplexen technischen Anlagen, beispielsweise bei der Inspektion von Industriekranen, ist der Zugriff auf die gerätespezifische Dokumentation oder auf die technischen Zeichnungen sowie die unmittelbare Erfassung und Dokumentation des Zustands der inspizierten Komponenten vor Ort, und u.U. die multimediale Kommunikation mit einer ExpertIn an einem ande-

2 Kapitel 1

ren Einsatzort eine willkommene informations- und kommunikationstechnische Unterstützung, die mit herkömmlicher Computertechnologie bisher nicht möglich war, da die TechnikerIn beide Hände für ihre primäre Aufgabe und zur Gewährleistung ihrer Sicherheit benötigt. Arbeitsabläufe können so durch Wearable Computing effizienter sowie zeit- und kostenökonomischer gestaltet werden.

Ein wesentliches Merkmal dieser neuen Computersysteme ist der Umfang der Hardwareausstattung, die bei minimaler Baugröße annähernd der Leistungsfähigkeit eines DesktopPCs entspricht. Ein anderes, noch relevanteres Merkmal von Wearable-Computing-Lösungen sind die Interaktionsmög-lichkeiten und Interfaces, die für diese neue Art des Computereinsatzes bereitstehen bzw. deren Ent-wicklung noch aussteht. Denn der intendierte Einsatzbereich ist weder der Schreibtischarbeitsplatz noch die vollautomatisierte Fabrik, die beide bereits weitgehend von Computertechnologie durch-drungen sind. Die dort erfolgreich etablierten Konzepte, z.B. die Desktop-Metapher mit Bildschirm, Maus und Tastatur, sind nicht auf die Gestaltung der neuen Technologie und auf die Interaktion zwischen Mensch und tragbarem Computer übertragbar.

Der Nutzen dieser neuen Technologie wird in zwei Richtungen erwartet. Auf der einen Seite können durch die Erschließung neuer Anwendungsbereiche für den Einsatz von Softwaresystemen in Unter-nehmen neue Wege der Produktivitätssteigerung erschlossen werden. Auf der anderen Seite eröffnen diese neuen Einsatzbereiche zusammen mit den entsprechend neu entstehenden Technologien (Hard-ware, Peripherie und Software) Raum für die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen. Die Beeinflussung ist hier wechselseitig. An dieser Stelle setzt die vorliegende Studie an. Sie befasst sich mit den Potenzialen mobiler, tragbarer Computersysteme hinsichtlich der eingesetzten Technologien und insbesondere im Hinblick auf die Anwendungsbereiche, in denen das Paradigma des Wearable Computing gewinnbringend umgesetzt werden kann. Die Studie bereitet den Boden sowohl für EntwicklerInnen als auch für AnwenderInnen, damit diese sich die für sie relevanten Aspekte erschließen können.

Ein Schwerpunkt der Studie liegt deshalb auf der Untersuchung von Computersystemen, die in der Bewegung und an wechselnden Einsatzorten benutzt werden und ihrer BenutzerIn informations-technische Unterstützung bieten. Fokussiert wird auf Systeme, die unter dem Namen Wearable Com-puter und Smart Clothings geführt werden. Neben dem tatsächlichen Tragen am Körper und der beiläufigen Benutzung in der Bewegung zeichnet sich das neue Paradigma der Computernutzung durch die intendierten Einsatzbereiche aus: die Unterstützung mobiler Tätigkeiten. Darunter werden Aufgaben verstanden, die

• in der Bewegung ausgeführt werden (z.B. Kommissionierung, Bewachung, landwirtschaft-liche Bewirtschaftung) oder

• an wechselnden Einsatzorten stattfinden (Wartung von Schiffen, Straßeninspektion, Krisen-management) oder

• zwar an einem Ort aber an wechselnden Objekten durchgeführt werden (Inspektion von Fahrzeugen, Flugzeugen, Lagerverwaltung) und

• bei denen die primäre Aufgabe und damit die Aufmerksamkeit der BenutzerIn in der realen gegenständlichen Welt verortet ist (die BenutzerIn agiert aktiv in der gegenständlichen Welt, das Computersystem bietet ihr etwas Zusätzliches).

Arbeiten, die im Büro und insbesondere am Schreibtisch anfallen, werden hier nicht als mobile Tätig-keiten aufgefasst, auch dann nicht, wenn sie z.B. im Zug oder im Hotelzimmer an einem entsprechen-den Computersystem geleistet werden. Ausgeschlossen werden diese „stationären Tätigkeiten“ bei der Untersuchung der Potenziale mobiler, tragbarer Computersysteme, da sie bereits ausführlich untersucht und seit Jahrzehnten informationstechnisch unterstützt werden durch das „Desktop Com-puting“. Mobile Tätigkeiten im oben beschriebenen Sinne sind in einer Vielzahl von Anwendungs-bereichen zu finden und es gibt bereits Ansätze, Wearable-Computing-Lösungen für diese Anwen-dungen umzusetzen. Deshalb liegt der zweite Schwerpunkt der Untersuchung auf den anwendungsorientierten Aspekten mobiler, tragbarer Computersysteme.

In der vorliegenden Studie werden die recherchierten Anwendungsbeispiele umfassend erläutert und eine repräsentative Auswahl wird schematisch dargestellt. Außerdem werden die zz. verfügbaren tragbaren Rechner und ihre Komponenten ausführlich beschrieben, um der LeserIn einen Überblick

Unveröffentlichtes Manuskript, Verbreitung nicht gestattet. 3 über kommerziell erwerbbare Geräte und als Prototypen in der Entwicklung befindliche Lösungen sowie Hinweise auf mögliche Eigenentwicklungen zu geben. Als Hardware werden Geräte vorge-stellt, die unter den Namen „Wearable Computer“ und „Smart Clothes“ firmieren. Erwähnung finden werden aber auch PocketPCs, PDAs und Smartphones, da die Entwicklung dieser Geräte auf eine Konvergenz hin zu Wearable Computern bzw. auf eine Integration in das Konzept der „Smart Clothings“ verweist. Darüber hinaus wird auf Eingabemedien eingegangen, die für den mobilen, tragbaren Einsatz und insbesondere für die beiläufige Benutzung konzipiert wurden. Der Fokus liegt auf Eingabe-Devices, die nur mit einer Hand benutzt werden, die keine explizite Eingabeaktion der BenutzerIn erfordern – z.B. Sensoren – oder die in die Arbeitskleidung bzw. Alltagskleidung integ-riert sind. Bei den Ausgabemedien liegt der Schwerpunkt auf Mikrodisplays, die am Kopf getragen oder in eine herkömmliche Brille bzw. eine Arbeitsbrille integriert werden. Sie ermöglichen der TrägerIn den freien Blick auf die reale Welt und bieten ihr gleichzeitig eine Sicht auf die virtuellen Informationen.

Aufbau der Studie

Die Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale mobiler, tragbarer Computersys-teme“ stellt die Ergebnisse der durchgeführten Recherchen und Analysen in einem Executive Sum-mary vor, dessen Kernaussagen im Anschluss an die vorliegende Einleitung mit der detaillierten Beschreibung der jeweiligen Untersuchung und ihrer Ergebnisse sowie mit einer großen Anzahl schematischer Beschreibungen der Ergebnisse der Recherchen belegt werden. Dieser Teil kann als Materialsammlung betrachtet werden, die mit den im Anhang aufgelisteten Adressen aller in der Studie genannten Firmen abgeschlossen wird. Die schematischen Beschreibungen der Anwendungs-beispiele und die Gerätebeschreibungen (Rechner sowie Ein- und Ausgabemedien) stehen auch Online1 zur Verfügung und werden dort über die vorliegende gedruckte Version hinaus ergänzt, aktualisiert und erweitert.

Eine Untersuchung mobiler, tragbarer Computersysteme hinsichtlich ihrer Potenziale setzt voraus, dass man einen Begriff davon hat, was mit dieser Bezeichnung gemeint ist. Aus diesem Grund wird allen anderen Themen ein Kapitel (II) zur Begriffsbestimmung sowie zur Einordnung und zur Abgrenzung gegenüber anderen neuen, innovativen informationstechnologischen Leitbildern und Paradigmen vorangestellt. Die spezifischen Charakteristika mobiler, tragbarer Computersysteme werden herausgearbeitet, die sich, um einen Vorgriff zu wagen, weitgehend mit dem Leitbild des Wearable Computing decken.

Die vorliegende Studie konzentriert sich auf zwei Schwerpunkte: Anwendungen und Technologien. Diese beiden Aspekte sind eng miteinander verzahnt; für die Untersuchung der Potenziale des Wear-able Computing werden sie jedoch getrennt dargestellt. In den einzelnen Kapiteln wird deutlich wer-den, dass die gegenseitige Beeinflussung so stark ist, dass das eine nicht ohne das andere zu denken ist. Mit „Anwendungen“ sind hier die Anwendungsbereiche und Tätigkeiten gemeint, für die die Umsetzung von Wearable-Computing-Lösungen einen Mehrwert darstellt. Zur Realisierung einge-setzt werden Technologien, die z.T. bereits am Markt als Produkte zur Verfügung stehen oder noch entwickelt bzw. weiterentwickelt werden müssen.

Die Anwendungen werden in Kapitel III behandelt. Die potenziellen Anwendungsbereiche, Branchen und Tätigkeiten werden genannt, für die Wearable Computing zukünftig eine wesentliche Rolle spie-len werden. Die bereits identifizierten Anwendungsfälle werden angeführt und die bisher vorgeschla-genen und in erster Linie in Forschungs- und Pilotprojekten sowie in ersten Feldversuchen umge-setzten Lösungen werden vorgestellt. Abgeschlossen wird das Kapitel III mit der schematischen Beschreibung von annähernd 50 Anwendungsbeispielen, die aus einer wesentlich umfangreicheren Palette von veröffentlichten Case Studies und Forschungsberichten als typischer Vertreter ausgewählt wurden.. Sie geben einen Überblick über die bisher konkret umgesetzten Ideen und können anderer-seits aber auch die Phantasie anregen hinsichtlich der Entdeckung neuer anwendungsspezifischer Einsatzbereiche für Wearable Computing oder auch für die Entwicklung neuer Produkte. Die

1 [Wearlab]

4 Kapitel 1

anschließenden Kapitel konzentrieren sich auf die verschiedenen Aspekte der Technologien, die für die Umsetzung von Wearable-Computing-Lösungen für diese Anwendungen erforderlich sind. Sie unterscheiden sich deutlich von den bekannten Technologien des Desktop Computing, allein schon, weil sie in der Bewegung und „nebenbei“ eingesetzt werden.

Kapitel IV gibt einen Überblick über die breite Palette tragbarer Rechner und CPUs, die für Wearable Computing in Frage kommen. Es enthält eine Übersicht über alle verfügbaren, angekündigten oder in der Entwicklung befindlichen so genannten „Wearable Computer“. Jedes Gerät wird in einem ein-heitlichen Schema beschrieben, so dass ein Vergleich der Gräte möglich ist. Ergänzt wird diese weit-gehend vollständige Produkteübersicht um ebenfalls schematisch dargestellte Produktbeispiele aus dem Bereich der „Smart Clothing“, die für manche Anwendungsbereiche die Alternative zum Wear-able Computer darstellen. Es werden auch einzelne Vertreter der Kategorie der PDAs (Personal Digital, Assistants, Handheld- bzw. PocketPCs) genannt, da sie in einigen Anwendungsbereichen bei der Realisierung von Wearable-Computing-Lösungen als mobile Endgeräte ebenfalls in Frage kom-men. Vervollständigt wird das Kapitel durch die Beschreibung einiger sehr weniger portabler Rechner, die zwar nicht „anziehbar“ sind, die in ihrer schematischen Darstellung jedoch als Referenz herangezogen werden können.

Zur Benutzung eines Rechners, der nicht vollautomatisch z.B. in eine technische Anlage integriert ist, sind Interaktionsmetaphern und Ein-/Ausgabemedien erforderlich. Im Kapitel V werden Eingabe-medien beschrieben, die für Wearable Computing zur Verfügung stehen. Ein zentrales Charakteristi-kum dieser Devices ist, dass sie in der Bewegung benutzt werden können. Von der Sspracheingabe über einhändig bedienbare Tastaturen bis hin zu Tracking- und Biosensoren werden verschiedene Klassen von Eingabemedien beschreiben. Eine Auswahl von verfügbaren Produkten und Prototypen jeder Kategorie werden schematisch beschrieben. Der Schwerpunkt der dargestellten Produkte liegt auf expliziten Eingabemedien, d.h. auf Eingabe-Devices, die die BenutzerIn zur bewussten Eingabe von Daten in das Computersystem einsetzt.

In Kapitel VI werden entsprechend Ausgabemedien für den Einsatz mit mobilen, tragbaren Compu-tersystemen beschrieben. Der Schwerpunkt bei der schematischen Darstellung der Produktbeispiele liegt auf Mikrodisplays und monokularen Head Mounted Displays (HMDs). Letztere werden im Sichtbereich der BenutzerIn platziert, ermöglichen jedoch eine weitgehend uneingeschränkte Fokus-sierung der Aufmerksamkeit auf die reale, gegenständliche Welt. Diese Verlagerung der primären Aufmerksamkeit in Richtung der realen Welt ist ein weiteres zentrales Charakteristikum von Wear-able-Computing-Lösungen. Der Vorteil, den sie bieten, wird die bisher bestehenden Akzeptanz-probleme bzgl. des Tragens von HMDs in absehbarer Zeit aufheben, insbesondere beim Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme in industriellen Anwendungsbereichen, in denen Helm und Schutzkleidung gang und gäbe sind. Abgeschlossen wird die vorliegende Studie durch einen Anhand, der u.a. eine vollständige Liste aller genannten Firmen mit ihren Adressen enthält.

Kapitel II

Begriffe, Leitbilder und Paradigmen

„Mobile, tragbare Computersysteme“ und „Wearable Computing“ – eine Begriffsbestimmung Um über mobile, tragbare Computersysteme reden zu können, ist eine Begriffsklärung erforderlich, denn aktuelle Begriffe wie diese unterliegen einer starken Bedeutungsinflation, die leicht zu unnöti-gen Missverständnissen führt. Begriffe werden – zumindest in der Informatik – definiert, um sie dann in der festgelegten Bedeutung zu verwenden. Doch es geht auch anders: Bedeutung von Sprache wird im täglichen Leben durch ihren Gebrauch konstituiert, so dass eine Erläuterung der aktuellen Ver-wendung der Begrifflichkeit einen guten Hinweis darauf gibt, was gemeint ist, ohne eine abschlie-ßende Definition zu geben. Das scheint auch an dieser Stelle der angemessenere Weg zu sein.

Im Kontext der Informations- und Kommunikationstechnologie ist „Computersystem“ ein vielbe-nutzter Begriff, mit dem die meisten eine relativ klare Vorstellung verbinden, z.B. ihren DesktopPC oder ihr Notebook inkl. Tastatur, Maus, diversen Laufwerken, Schnittstellen, dem Drucker usw.; hinzu kommen noch die graphische Benutzungsoberfläche und die Software sowie evtl. die Daten. Für die vorliegende Studie ist es hilfreich, von dieser konkreten Vorstellung etwas abzurücken und den Begriff als ein übergeordnetes Konzept aufzufassen: Ein Computersystem besteht aus Hard- und Softwarekomponenten, es ist programmierbar, es verarbeitet Daten, die eingegeben oder automatisch erfasst, interpretiert, manipuliert, gespeichert und wieder ausgegeben werden können. Mit dieser abstrakteren Beschreibung werden dann auch Computer erfasst, die z.B. in Autos eingebaut sind, oder in der Automatisierungstechnik ganze Produktionsanlagen steuern sowie der programmierbare Taschenrechner, der digitale Organizer und das Smartphone.

„mobil“ hat im Zusammenhang mit Computersystemen ebenfalls eine gebräuchliche Bedeutung: Notebooks, PDAs und Smartphones sind durch ihre autarke Stromversorgung an wechselnden Orten benutzbar und stellen zusammen mit einem Mobiltelefon und einer drahtlosen Netzverbindung zum Inter- oder Intranet einen (fast) vollständigen (Schreibtisch-)Arbeitsplatz zur Verfügung (mobiles Büro, mobiles Internet). Diese ständige Erreichbarkeit und der ortsunabhängige Zugriff auf digitale Informationen stellen einen wesentlichen Aspekt des Begriffs „mobil“ im Kontext der Informations- und Kommunikationstechnologie dar. Bei der auf den oben genannten mobilen Endgeräten einge-setzten Software handelt es sich im Falle von Notebooks um die gleichen Programme, die auch mit stationären DesktopPCs benutzt werden. Die Handheld-Geräte verfügen über entsprechend ange-passte Betriebssysteme und über Anwendungsprogramme, die zwar an die Hardware und an ein ande-res Bedienkonzept angepasst sind (z.B. Stiftbedienung), im Prinzip aber die gleiche Funktionalität liefern und somit für die gleichen Aufgaben einzusetzen sind.

5

6 Kapitel II

„tragbar“ dagegen meint ein „Anziehen“ von Computertechnologie im Sinne von Kleidung, Schmuck oder auch im Sinne des Anlegens eines Tragesystems wie z.B. eines Gürtel, eines Rucksacks oder eines Holster. Da im Englischen diese Eigenschaft als „wearable“ bezeichnet wird, hat sich der Begriff des „Wearable Computing“ für diese neue Form der Computernutzung etabliert.

Doch Wearable Computing steht für mehr als nur für eine andere Form des Transports ansonsten bekannter Technologie. Der Begriff bezeichnet eine neue Generation von Computersystemen, die in der Bewegung benutzt werden können und den Einsatz komplexer Software unter extremen Bedin-gungen in neuen Anwendungsgebieten ermöglichen. Zu denken ist hier beispielsweise an die War-tung von Motoren in Schiffen, von Flugzeugen oder von Kranen, also an Arbeiten, die nicht am Schreibtisch ausgeführt werden (können) und bzgl. der Aufmerksamkeit der BenutzerIn einen deutli-chen Schwerpunkt auf Handlungen in der physischen Welt legen. Ein Notebook beispielsweise kann so nicht sinnvoll eingesetzt werden, da mindestens eine geeignete statische Unterlage und freie Hände für die Bedienung erforderlich ist. Hinzu kommt eine Eigenschaft herkömmlicher Software, die sie für den Einsatz in der Bewegung und für mobile Tätigkeiten wenig geeignet erscheinen lässt: „Das Paradigma konventioneller Computer-Anwendungen ist die Verwendung des Computers als exklusi-ves Interaktionsobjekt. [...] Konventionelle Anwendungen können daher implizit von der ungeteilten Aufmerksamkeit des Benutzers ausgehen.“1 Bei mobilen Tätigkeiten ist dies nicht der Fall, denn die primäre Aufgabe der BenutzerIn ist in der realen Welt situiert. Bei der Inspektion von Industriekranen beispielsweise klettert die InspekteurIn auf das Gerät und untersucht alle Komponenten durch visuelle Begutachtung aber auch durch manuelle Funktionsprüfung oder elektrische Messungen. Sie trägt dabei ständig Arbeitskleidung, u.a. einen Sicherheitshelm und Arbeitshandschuhe. Eine unmittelbare Aufnahme der Befundung sowie der Zugriff auf die Dokumentation früherer Befundungen oder auf die technischen Zeichnungen würde die Arbeit der InspekteurIn erheblich erleichtern, beschleunigen und die Fehlerquellen minimieren, die z.B. bei einer handschriftlichen Dokumentation und ihrer anschließenden Übertragung in ein entsprechendes digitales Informationssystem vorhanden sind.

Ein wesentliches Merkmal mobiler, tragbarer Computersysteme in diesem Sinne ist der Umfang der Hardwareausstattung, die bei minimaler Baugröße der Leistungsfähigkeit eines (etwas veralteten) DesktopPCs entspricht und auch seine prinzipiellen Eigenschaften der Allgemeinheit und der Programmierbarkeit2 beibehält. Ein „Wearable Computer“ (kurz: Wearable) wird nach B. J. Rhodes3 wie folgt charakterisiert:

• Portable while operational: Ein Wearable kann in der Bewegung benutzt werden.

• Hands-free use: Der Wearable kann z.B. durch gesprochene Sprache kontrolliert werden, so dass beide Hände frei sind für andere Aufgaben.

• Sensors: Ein Wearable ist mit Sensoren zur Wahrnehmung der physikalischen Umgebung ausgestattet.

• “Proactive”: Auch wenn der Wearable nicht aktiv benutzt wird, versorgt er die BenutzerIn doch mit Informationen.

• Always on, always running: Der Wearable nimmt kontinuierlich Daten auf und ist immer “im Einsatz”.

Steve Mann, der bereits seit Anfang der 70er Jahre einen Wearable trägt und ihn seither ständig weiterentwickelt, stellt weitreichende Anforderungen an ein solches Gerät4:

• “The computational apparatus is situated in a manner that makes it part of what the highly-mobile user considers himself or herself, and in a manner that others also regard as part of the user.”

1 [Kir97] 2 Ein Computer ist erst mal nur ein unspezifisches Gerät, das nur durch die verwendete, austauschbare Software zu einem funktionsfähigen Anwendungssystem wird. Das Softwareprogramm bestimmt, welche Funktion das System erfüllt. 3 [Rho97] 4 [Man96]

Begriffe, Leitbilder, Paradigmen 7

• “The computational capability is controllable by the user. The control need not require conscious thought or effort, but the locus of control must be such that it is within the user’s domain. In this way it may behave as an extension of the user’s mind and body ...”

• “Interactional constancy: ... One or more output channels ... are known (e.g. visible) to the user at all times...”

An diesen Charakterisierungen wird ebenfalls deutlich, dass es nicht nur um das Gerät an sich – die Hardware – geht, sondern auch um die peripheren Geräte (z.B. die Ein-/Ausgabe-Devices, die Senso-rik etc.), um die Software und insbesondere um die Gestaltung der Interaktion zwischen der Benutze-rIn – die hier besser als „TrägerIn“ bezeichnet wird – und dem Computersystem. Um dieser Vielzahl von Aspekten Rechnung zu tragen und auch, um den Fokus weg von der Hardware hin zum Gesamt-system zu verschieben, wird der Begriff „Wearable Computing“ für das umfassendere Konzept ver-wendet und auch auf spezialisierte Computersysteme angewandt, die nicht unbedingt alle oben genannten Eigenschaften erfüllen. Bei der Auseinandersetzung mit Ansätzen des Wearable Computing und der Diskussion des Themas wird allerdings deutlich, dass das Desktop Computing5 und sein Funktionsangebot die Größe ist, an der Wearable Computing gemessen wird. Zu bedenken dabei ist jedoch, dass ein Wearable Computer nicht auf die Funktion eines „DesktopPCs am Gürtel“ reduziert werden muss.

Rhodes und Mann referieren bei ihrer Definition von Wearable Computern auf die physikalische Form und auf die Mensch-Computer-Interaktion. S. Feiner6 fügt dem noch die Komponente der zu erwartenden sozialen Konsequenzen der Mobilität auf Augmented Reality-Systeme hinzu. Für ihn heißt „wearable“ einfach nur „tragbar“. Er legt seinen persönlichen Fokus auf mobile, tragbare Aug-mented-Reality-Systeme und versteht darunter head-worn, head-tracked Systeme, die das Potenzial haben, der BenutzerIn eine personalisierte, ortsbezogene, die reale Welt ergänzende und überlagernde digitale Information zu präsentieren, wobei die Darstellung häufig eine visuelle ist, dies aber nicht zwingend so sein muss. S. Feiner identifiziert folgende Konsequenzen:

• social influences on tracking accuracy: Unabhängig vom technisch Machbaren werden soziale Konventionen (per Konversation oder per sozialer Protokolle) die Genauigkeit der Orts- und Positionsbestimmung von Personen beeinflussen, wenn nicht sogar reglemen-tieren.

• appearance and comfort: Die Eigenschaften der Hardware und insbesondere die Gestaltung des Displays und der Interaktion bestimmen den Erfolg dieser Technologie.

• mobility breeds collaboration: So, wie ein Mensch die physische Anwesenheit eines ande-ren wahrnehmen kann, sollten tragbare Computersysteme die „computational presence“ anderer NutzerInnen bemerken7 können. Dies Eigenschaft des mobilen Einsatzes von Computersystemen muss allerdings noch ins Design der Benutzungsschnittstellen einfließen.

• integration with other devices: HMDs und Mikrodisplays haben bestimmte Eigenschaften und unterscheiden sich grundlegend z.B. von wandgroßen Flachbildschirmen oder hapti-schen bzw. akustischen Displays. Jedes dieser „Darstellungsgeräte“ hat Stärken und Schwä-chen und ist auf bestimmten Gebieten effizienter als die anderen. Um mit den unterschied-lichen Interfaces die gleichen Daten und Programme in verschiedenen Kontexten zu verwenden, muss eine intelligente situationsabhängige Anpassung entwickelt werden.

• implications for personal privacy: Einerseits können Wearable Computer ein “safety net”8 bilden, das auf jede BenutzerIn der teilnehmenden Gruppe „achtet“ und ihr im Gefahrenfall „zu Hilfe eilt“. Andererseits besteht allerdings die Gefahr, dass die zeit- und ortsmarkierten

5 Der Begriff wird hier analog zu „Wearable Computing“ verwendet und meint ein umfassenderes Konzept als nur die Computerhardware. Unter den Begriff „Desktop Computing“ fallen neben dem allseits bekannten DesktopPC auch Notebooks und Subnotebooks und alle Anwendungsprogramme, die am Schreibtischarbeitsplatz eingesetzt werden sowie die Gestaltung der Interaktion und der Benutzungsoberfläche nach der sogenannten „Desktop-Metapher“ unter Verwendung von WIMP (Windows, Icons, Menus, Pointing). 6 [Fei99] 7 ad hoc networks 8 Diese Vision wurde von S. Mann entworfen, siehe z.B. [Man96]

8 Kapitel II

Datenzugriffe jeder BenutzerIn gesammelt und ausgewertet werden und damit die Gefahr der totalen Transparenz der BenutzerIn besteht.

Die verwendete Begrifflichkeit lehnt sich an existierende Computerbenutzungskonzepte an, z.B. an Desktop Computing, das neben der Automatisierungstechnik die bekannteste Form des Computer-einsatzes ist. Doch es gibt alternative Konzepte des Einsatzes von Computersystemen und der Gestaltung der Interaktion zwischen Mensch und Computer. Eine Alternative ist Virtual Reality (VR), eine andere Augmented Reality (AR). Wearable Computing hat nicht nur begriffliche Bezüge zu bereits bestehenden Konzepten. Diese Bezüge werden im folgenden Abschnitt näher erläutert.

Leitbilder und Paradigmen Das zu verwirklichende Paradigma einer mobilen, tragbaren Computertechnologie kann in zweierlei Hinsicht als Antwort auf das Paradigma „Virtual Reality“ betrachtet werden. Zum einen wird die Integration von Computertechnologie in die Welt favorisiert, statt eine Nachbildung der Welt im Computer anzustreben. Zum anderen wird die gewohnte Bewegungsfreiheit der BenutzerIn weitge-hend erhalten, statt sie sensorisch und motorisch in ein stationäres System einzubinden. Hierin unter-scheidet sich das Paradigma des Wearable Computing auch vom Desktop Computing, das die Benut-zerIn an einen Schreibtisch „fesselt“. Gegenwärtige Untersuchungen und Entwicklungen in diese neue Richtung werden unter verschiedenen Begriffen zusammengefasst: „Mobile Computing“, „Ubiquitous Computing“, „Augmented Reality“, „Digitale Agenten bzw. Assistenten“ und „Wearable Computing“. Diese Begriffe werden in den folgenden Abschnitten detailliert beschrieben, dabei soll jeweils den beiden Fragenstellungen nachgegangen werden:

•

•

Welche qualitativen Eigenschaften besitzt die verwendete Computertechnologie?

Wodurch ist die Integration dieser Computersysteme in das Umfeld der BenutzerIn gekenn-zeichnet?

Obwohl sich die genannten Konzepte durch die jeweils eingesetzten Technologien unterscheiden, haben sie auch Gemeinsamkeiten und besitzen eine gemeinsame Philosophie: Die Vorrangstellung der realen, physischen Welt und die Konstruktion geeigneter Werkzeuge, um die täglichen Aktivitä-ten des Menschen in dieser Welt zu unterstützen und zu effektivieren und so die Lebensqualität zu verbessern und die Arbeitsqualität zu steigern.

Mobile Computing Der Begriff „Mobile Computing“ verkörpert die Vision eines „anytime, anything, anywhere“ in der Informationsgesellschaft: Jede Person soll in die Lage versetzt werden, zu jedem beliebigen Zeitpunkt von jedem beliebigen Ort aus auf jede beliebige digitale Information zuzugreifen. Hierfür werden mobile Endgeräte eingesetzt, die über hard- und softwaretechnische Möglichkeiten zur drahtlosen Datenkommunikation verfügen. Sie stellen der BenutzerIn ein Mobiles Büro bereit, mit dem traditio-nelle Bürotätigkeit prinzipiell ortstransparent ausgeführt werden kann, oder ermöglichen das Mobile Internet.

Mobile Endgeräte

Die Entwicklung mobiler Endgeräte (siehe Abb. 2.2) war neben der drahtlosen Datenkommunikation eine Voraussetzung für die Entstehung von „Mobile Computing“. Bis dahin war Büroarbeit stets an einen physischen Ort gebunden, ausgestattet mit einem Schreibtisch, Kommunikationseinrichtungen, einem Desktop-Computer und entsprechender Anwendungssoftware. Durch Laptops bzw. Notebooks wurde die Möglichkeit geschaffen, den Arbeitsplatz einfach und handlich zu transportieren und an vielen anderen Orten komfortabel zu arbeiten. Mit diesen Geräten wurden im wesentlichen mobile Desktop-Computer realisiert, die wie die stationäre Variante einen Bildschirm, eine Tastatur und ein

Begriffe, Leitbilder, Paradigmen 9 Zeige-Device sowie verschiedene andere periphere Geräte bzw. Anschlüsse besitzen. Notwendig war hierfür die Entwicklung von leistungsfähigen und stromsparenden Flachbildschirmen sowie verschie-dener Mausalternativen und Touchpads, um handhabbare Rechnergrößen, -formen und -gewichte zu erreichen. Mobile Endgeräte verfügen zudem über eine autarke Energieversorgung. Da die enge Ver-wandtschaft mit den vorher schon genutzten Desktop-Rechnern beabsichtigt ist, entspricht die Benutzungsoberfläche gänzlich dem herkömmlichen Mensch-Maschine Interface-Paradigma (MMI), das folgende Interaktionskomponenten enthält: Windows, Ikons, Menus, Pointing (WIMP).

Neben Notebooks und den noch kleineren aber ähnlich leistungsfähigen Subnotebooks verkörpern PDAs (Personal Digital Assistant) eine weitere Kategorie mobiler Endgeräte. Sie wurden ursprüng-lich als digitale Version des Organizers entwickelt und dienten in erster Linie der Terminplanung und der Adressverwaltung mit der zusätzlichen Funktion eines Weckers und eines Notizbuchs. Es wurden vor allem stiftbasierte Engeräte entwickelt, es gibt aber auch tastaturbasierte Varianten. Sie unter-scheiden sich von Notebooks durch ihre Kleinheit, was sich allein schon an ihren Namen und Bezeichnungen ablesen lässt: Handheld, PocketPC, Palmtop. Außerdem verfügen sie über eine sehr eingeschränkte Funktionalität, verwenden ein reduziertes Betriebssystem und haben einen geringen Speicherumfang. Vor allem aber werden sie dadurch charakterisiert, dass sie mit ihrer mobilen Stromversorgung auch unterwegs und in der Bewegung ständig in Betrieb sein und benutzt werden können. Mittlerweile entwickeln sich PDAs in Richtung Subnotebooks, d.h. sie sind leistungsfähiger geworden und verfügen über eingeschränkte Programme zur Textverarbeitung, zur Tabellenkalkula-tion und auch zur Kommunikation, wie sie vom Desktop-Computing her bekannt sind.

Die dritte Kategorie mobiler Endgeräte sind Smartphones. Hierbei handelt es sich um Mobiltelefone, die um die Funktionalität von PDAs erweitert wurden. Andersherum gibt es mittlerweile aber auch PDAs mit Mobiltelefon-Funktionalität, so dass sich die Grenzen zwischen diesen beiden Endgeräte-kategorien aufzulösen scheinen. Über die genannten Geräte hinaus gibt es noch eine kleine Anzahl spezialisierter mobiler Endgeräte wie beispielsweise Web-Pads und eBooks, die zwar keinen großen Markt haben, aber ein Indiz dafür sind, dass noch nicht endgültig entschieden ist, ob der Trend hier zu so genannten all-in-one-Geräten geht, die alle denkbaren Funktionen in einem Gerät vereinen, so wie es beim Desktop-Computing der Fall ist, oder in Richtung kleiner spezialisierter Computer, die auf eine Funktion hin optimiert sind und drahtlos miteinander verbunden werden können, um so ein leistungsfähiges, individuell konfigurierbares Endgerätenetz zu bilden.

Mobile Phone PDA Handheld PC Notebook Wearable PC

Abb. 2.1: Mobile Endgeräte im Überblick

Die letzte zu nennende Kategorie mobiler Endgeräte sind Wearable Computer und Smart Clothes. Hier handelt es sich um Hochleistungsrechner, die der Leistungsfähigkeit (leicht veralteter) Note-books entsprechen und die so am Körper getragen werden, dass die BenutzerIn sie nicht mehr in die Hand nehmen muss, sie aber trotzdem sogar in der Bewegung nutzen kann. Diese Art mobiler Endge-räte stellt gegenüber den anderen genannten im Prinzip eine eigene Klasse dar, da sie nicht zur Unter-

10 Kapitel II

stützung von Bürotätigkeiten konzipiert worden ist, sondern zum Einsatz für mobile Tätigkeiten, z.B. bei der Inspektion von Industrieanlagen, Fahrzeugen oder Straßen, bei der Kommissionierung oder in der Produktion, also in Situationen, in denen die primäre Aufgabe der BenutzerIn in der realen Welt verortet ist. Auch für die ARC Group, die im Herbst 2000 eine Prognose über die Entwicklung mobi-ler Endgeräte veröffentlichte, existierten Wearable Computer und Smart Clothes nicht als mobile Endgeräte, wie die Darstellung in Abb. 2.2 zeigt. Einige Produkte dieser Kategorie werden jedoch explizit für den Konsumenten-Markt entwickelt, so dass diese Geräte hier nur erwähnt, später jedoch noch detailliert beschrieben werden.

Application specificterminal with built-in orplug-in wireless dataor voice data module

Application specificequipment or terminal

with bluetooth

Communicator

SmartphoneLarge Screen

VAS MobileMedium Screen

VAS Mobil Small Screen

High bandwidth smallscreen phone

High End

Low End

Mid Range

Communicator

PDA

HPC

Small Notebook

Phones

Organizer

PortableComputer

Entry Level Phonevery limited data

High bandwidthsmall screen phone

VAS handsets

Multi-sub segments

Medium to largescreen

High end Smartphone

Application specificequipment or terminal

with bluetooth

Application specificterminal with built-in orplug-in wireless data or

voice data module

Mini notebook withbuilt-in wireless module

1998 1999 2001 2005

Bluetooth Ena bled

Abb. 2.2: Entwicklung mobiler Endgeräte bis zum Jahr 2005 (Quelle: ARC Group Sep. 2000).

Alle genannten Endgerätekategorien lassen sich zwar prinzipiell unterscheiden, für einzelne Geräte kann jedoch nicht immer eindeutig bestimmt werden, zu welcher Kategorie sie gehören, da die rasante Weiterentwicklung die Charakteristika der genannten Kategorien verändert und neu ent-wickelte Geräte oder Komponenten immer auch weitere neue Eigenschaften hervorbringen. Nach der Etablierung und Verbreitung drahtloser Datenkommunikation wurden so gut wie alle mobilen Endge-räte aller genannten Kategorien um technische Voraussetzungen für die Datenübertragung auf der Basis von Funk oder Infrarot erweitert, so dass ein Datenaustausch zwischen den Geräten und z.T. auch zwischen dem Computer und seiner Peripherie, und der Zugriff auf Daten und Dienste von jedem Ort aus gewährleistet ist.

Mobiles Büro und Mobiles Internet

Mit dem Begriff „Mobile Computing“ wird in erster Linie die Ausdehnung herkömmlicher Büro-arbeitsplätze auf mobile, d.h. wechselnde Einsatzorte verbunden. Der Zugriff auf Firmen-, private und auch öffentliche Daten ist nicht mehr auf in ein stationäres Netz eingebundene DesktopComputer beschränkt, sondern kann von beliebigen Orten aus durchgeführt werden. Von Bedeutung ist hierbei, dass die Datenkommunikation ortstransparent bzgl. NutzerIn, Daten und Diensten gestaltet wird, d.h., die BenutzerIn muss nicht wissen, auf welchem Serverrechner sich die gewünschten Informationen befinden und über welche Kommunikationskanäle diese zu kontaktieren sind. Zum größten Teil stehen der BenutzerIn auf ihrem mobilen Endgerät die in ihrer gewohnten Arbeitsumgebung verwen-deten Programme oder reduzierte Versionen dieser zur Verfügung. Mobile Computing beinhaltet somit im wesentlichen die Ausführung herkömmlicher Desktop-Applikationen in mobilen Umgebun-gen.

Begriffe, Leitbilder, Paradigmen 11 Eine besonders hervorzuhebende Applikation stellt hier das sogenannte Mobile Internet dar. Das Internet ist die größte, allgemein verfügbare Informationsquelle, die ständig um Informationen und mittlerweile auch um Dienstleistungen und andere virtuelle Angebote ergänzt wird. Zielgruppe dieser Offerten sind in erster Linie die Konsumenten, denen all ihre Wünsche erfüllt werden sollen. Aber auch Firmen bieten ihren MitarbeiterInnen durch die Bereitstellung von Firmeninformationen und -diensten über das Internet eine schier unbegrenzte Vielfalt, so dass die BenutzerIn nur ein entspre-chendes mobiles Endgerät „in der Tasche“ haben muss, um diese zu nutzen.

Im Mobile Computing besteht, wie bei den meisten traditionellen Büroarbeitsplätze eine feste Bezie-hung zwischen der BenutzerIn und ihrem (digitalen) Arbeitsplatz. Deshalb wird in der Regel davon ausgegangen, dass jede BenutzerIn über ihren „persönlichen“ Computer identifiziert werden kann, egal, wo sie ihn benutzt. Vorausgesetzt wird damit jedoch auch, dass sie ihren Computer immer mit sich trägt.

Ubiquitous Computing Mit dem Begriff „Ubiquitous Computing“9 verbindet sich der Wunsch nach einer „allgegenwärtigen elektronischen Unterstützung“. Dieses Leitbild wird auch als „Pervasive Computing“ bezeichnet10. Sensoren und zunehmend auch kleine spezialisierte Computer werden in die Umgebung und in die Dinge des täglichen Gebrauchs integriert, so dass diese informationstechnische Funktionalität hinzu-gewinnen. Der Mensch benutzt so, ohne dass er es bewusst tut, ein Computersystem, das für ihn so gut wie unsichtbar geworden ist.

Integrierte Computer

Basistechnologie des Ubiquitous Computing sind Sensoren, die ständig ihre Umgebung beobachten und deren Datenfluß mittels eines geeigneten Computers mit intelligenten Methoden ausgewertet werden. Die Sensoren sind entweder mit einem zentralen Server verbunden, der die Interpretation der Meßwerte aller Sensoren leistet, oder sie verfügen über einen eigenen integrierten Computer, der diese Aufgabe übernimmt, seinerseits jedoch mit den Computern der anderen Sensoren verbunden ist, so dass ein Netz miteinander kommunizierender intelligenter Sensoren entsteht. Die Sensoren bzw. die spezialisierten Sensor-Computer-Einheiten werden unsichtbar in die physikalische Umgebung oder in Gegenstände integriert, so dass diese neben ihrer herkömmlichen Funktionalität über eine weitere, informationstechnische verfügen.

Technologische und wirtschaftliche Faktoren erlauben es heute, Computer optimal an die physische Umgebung anzupassen und beliebige Gegenstände mit ihnen auszustatten. Der BenutzerIn stehen somit hunderte von Rechnern gleichzeitig zur Verfügung, wobei jeder auf die Unterstützung fest definierter Aufgaben spezialisiert ist. Existierende Prototypen und kommerziell angebotene Systeme sind in den verschiedensten Kategorien zu finden und reichen von notizzettelgroßen Tabs, über Com-puter in A4-Größe, wie Pads oder Pentops, über intelligente Alltagsgegenstände, wie beispielsweise Kaffeemaschinen, Kühlschränke oder Schuhe, sowie über elektronische Wandtafeln bis hin zu intelli-genten Häusern11. Die eingesetzten Computer besitzen nicht notwendigerweise Standard-Interaktions-komponenten wie Bildschirm, Tastatur und Maus, sondern werden vielmehr mit Interaktionsmöglich-keiten ausgestattet, die den Spezifika und den Erfordernissen der jeweiligen zu realisierenden Auf-gabe entsprechen. Die explizite Interaktion zwischen Mensch und Computer wird durch die Verfeine-rung der Sensoren, durch die Kombination verschiedener Sensoren (sensor fusion) und durch eine entsprechende Weiterentwicklung der maschinellen Intelligenz auf ein Minimum reduziert. Ziel ist es, zukünftige Computer integrale Bestandteile der physischen Umgebung werden zu lassen, vergleich-bar z.B. mit der Elektrizität und ihren Endgeräten, die uns so gut wie überall unbemerkt zur Verfü-gung steht.

9 [Wei93] 10 [Mat01] 11 [Wan95], [Live], [Haw97], [Coo97], [Scr97], [Abo00], [Stre98], [9

12 Kapitel II

Unsichtbarkeit

Donald Norman12 prophezeit in seinem Buch „The Invisible Computer“, dass der Computer als eigen-ständiges Gerät zukünftig aus der Welt verschwinden, seine Funktionalität dem Menschen aber wei-terhin zur Verfügung stehen wird. Der Mensch wird sich „ganz normal“ in seiner gewohnten physi-kalischen Umgebung bewegen und seinen üblichen Tätigkeiten nachgehen. Die Umgebung ist aller-dings technisch so ausgestattet, dass sie die BenutzerIn wahrnehmen, ihre Intention erkennen und entsprechend aktiv werden kann. Die BenutzerIn muss nichts von den aktiven Computersystemen wissen, für sie bleiben sie unsichtbar.

Mit dem Begriff der „Unsichtbarkeit“ wird aber auch auf die u.a. von Winograd13 beschriebene „Zuhandenheit“ („readiness to hand“) referiert: Ein gutes Werkzeug lässt es zu, dass sich seine BenutzerIn auf die zu erledigende Aufgabe und nicht auf das Werkzeug selbst konzentriert. Wie bei der Benutzung eines Bleistifts beim Schreiben, verschwindet das Werkzeug fast gänzlich aus dem Be-wusstsein der BenutzerIn, wenn Schreiben mit einem Bleistift für sie eine alltägliche Tätigkeit ist – das Werkzeug wird in diesem Sinne unsichtbar. Ziel ist es, den Computer als Teil der „Hintergrund-Assistenz“ zu gestalten, die vorausgesetzt wird, ohne dass sie direkt wahrgenommen wird oder wahr-genommen werden muss. Der Computer als solcher ist nicht existent, sondern ein weiteres Werkzeug, das keine Aufmerksamkeit für die Bedienung selbst erfordert.

Während bei der Vision des Mobile Computing von einer festen Beziehung zwischen der BenutzerIn und ihrem Computer ausgegangen wird, besteht beim Ubiquitous Computing keine solche Zuord-nung. Jede Person kann alle in ihrer Umgebung befindlichen Geräte gleichermaßen nutzen, ohne dass sie einen Computer mit sich tragen muss. Voraussetzung für die Nutzung ist allerdings, dass die Umgebung entsprechend „sensorisiert“ bzw. „computerisiert“ ist, d.h., dass die Umgebung die Benut-zerIn wahrnimmt und ihre Bedürfnisse und Intentionen erkennt. Die einzelnen Computer entwickeln sich dabei immer mehr von universellen zu spezialisierten Geräten, die einen bestimmten Zweck erfüllen bzw. auf eine Funktionalität hin optimiert sind. Für jede Aufgabe stehen so eine Reihe opti-mal angepasster, in die Umgebung integrierter, intelligenter Objekte zur Verfügung, die in ihrer ver-netzten Gesamtheit die Vision der „allgegenwärtigen informationstechnischen Unterstützung“ verwirklichen.

Augmented Reality Ursprünglich war Augmented Reality (AR) – die Erweiterung bzw. Anreicherung der realen Welt – wohl die direkte Nachfolge der so genannten immersiven Virtual Reality14 (VR). AR wurde in dem Moment relevant, als sich herauskristallisierte, dass die Welt nicht vollständig im Computer abgebil-det werden kann. Der wesentliche Unterschied liegt darin, dass die BenutzerIn nicht nur im Kontakt mit der sie umgebenden realen Welt bleibt, sondern dass diese sogar in den Mittelpunkt gerückt wird: Die reale Sicht der BenutzerIn wird mit computergenerierten, zumeist visuell präsentierten, drei-dimensional dargestellten Informationen direkt überlagert15. Die Darstellung der zusätzlichen Infor-mationen erfolgt in Abhängigkeit von der BenutzerIn und ihrer Umgebung, d.h. sie bekommt Infor-mationen so eingespiegelt, dass diese sich mit ihrer Position in der physikalisch-gegenständlichen Umgebung, mit ihrer Blickrichtung und auch mit ihrer aktuellen Aufgabe decken. Viele der so genannten VR-Technologien wurde für AR-Systeme übernommen, insbesondere die Head-Mounted-Displays (HMD), die 3D-Visualisierung und das Tracking. Heute lässt sich feststellen, dass der Begriff Augmented Reality in dieser engen Bedeutung nur noch im akademischen Umfeld verwendet wird. Moderne AR wird eher als „Mixed Reality“ oder auch „Mediated Reality“ bezeichnet und meint eine möglichst enge Kopplung bzw. ein Zusammenwachsen der realen Welt der Gegenstände mit der virtuellen Welt der Informationen.

12 [Nor98] 13 [Win96] 14 Immersive VR ist die Variante der virtuellen Realität, in der die BenutzerIn vollständig in die computergenerierte Welt eintaucht, indem alle ihre Sinneseindrücke mittels einer Computersimulation gesteuert werden und sie keinerlei Kontakt zur realen Welt behält. 15 [Bar01], [Bux97], [Wel93]

Begriffe, Leitbilder, Paradigmen 13 Augmented Reality Systeme

Die „klassischen“ AR-Systeme bestanden aus einem oder mehreren Hochleistungsrechnern, die in der Lage waren, das Tracking der Position und der Blickrichtung der BenutzerIn und die entsprechende 3D-Visualisierung in Echtzeit zu leisten. Der BenutzerIn wurden in Abhängigikeit von ihrer Position und ihrer Blickrichtung zusätzliche computergenerierte Informationen angezeigt. Zur Interaktion mit der BenutzerIn war der Computer mit einem halbdurchsichtigen binokularen HMD, einem oder meh-reren Trackingsystemen und einem expliziten Eingabe-Device, z.B. einem Mikrofon, einer 3D-Maus oder einem alternativen Device ausgestattet. Die BenutzerIn trug dieses Equipment am Körper befes-tigt oder z.T. in der Hand, einzige Ausnahme waren die stationären Computer. Darüber hinaus war die Umgebung mit den für das Tracking erforderlichen Sendern und Empfängern ausgestattet. In einem gewissen Radius konnte sich die BenutzerIn mit diesem System allerdings auch bewegen. Mit neuerer, wesentlich leistungsfähigerer Computer-Hardware gibt es mittlerweile auch schon mobile Varianten von AR-Systemen. Im Rechner wird ein dreidimensionales Modell der Umgebung vorge-halten, das mit den verschiedensten zusätzlichen Informationen versehen ist. Die Position und die Blickrichtung der BenutzerIn wird anhand der Trackingsensoren ermittelt. Auf dieser Grundlage wird die Sicht der BenutzerIn durch Projektion auf einen halbdurchsichtigen Spiegel vor beiden Augen mit virtuellen Informationen überlagert. So entsteht beispielsweise ein zerstörtes Gebäude virtuell wieder an der Stellen, an der es einstmals gestanden hat, oder ein Neubau kann vor Ort direkt in der Land-schaft und an der Stelle gezeigt werden, an der er einmal stehen soll.

In jüngster Zeit rückt AR immer weiter in die begriffliche Nähe von Wearable Computern16. Der Unterschied, der noch gemacht wird, bezieht sich auf die Mensch-Computer-Interface-Technologie, die bei AR im Vordergrund steht. Wearable Computer werden eher mit ihren Rechnereigenschaften identifiziert, doch auch das verändert sich zz., so dass man an dieser Stellen nur feststellen kann, dass Wearable Computer mittlerweile für Augmented Reality eine wesentliche Rolle spielen.

Kopplung von Gegenständen mit Informationen

Ob man nun von „alten“ AR-Systemen oder von neuen Wearable Computern ausgeht, es gibt Gemeinsamkeiten beider Varianten: Die offensichtlichste ist, dass die BenutzerIn die Interaktions-Devices am Körper trägt – ein HMD, ein Tracking-System, ein Interaktionsmedium. Darüber hinaus ist die BenutzerIn mit Sensoren versehen, die ihre Umgebung (technisch) wahrnehmen. Die Werte dieser Sensoren werden vom Computersystem als implizite Eingaben aufgefasst und zusammen mit den expliziten BenutzerInnen-Eingaben dazu genutzt, mit intelligenten Methoden zu ermitteln, wel-che Informationen der BenutzerIn aktuell zu präsentieren sind. Je nach Anwendungsbereich können das sehr unterschiedliche Informationen sein und auch die Form der Darstellung kann variieren. Charakteristisch für Augmented Reality ist jedoch, dass die präsentierten Informationen einen direk-ten Bezug zur aktuellen realen Umgebung haben, und dass dieser Bezug auch optisch hergestellt wird, indem die virtuelle Information visuell die reale Welt genau an der Stelle überlagert, an der sie ver-ortet ist.

Ein Augmented Reality-System in der Benutzung stellt durch seine körperliche Nähe und durch seine ständige Präsenz im Sichtfeld der BenutzerIn einen starken Personenbezug her. Durch die Verwen-dung von Sensoren, die ja auch in unmittelbarer Nähe der BenutzerIn sind, kann ein derartiges Sy-stem im Prinzip alles wahrnehmen, was die BenutzerIn wahrnimmt. Zur Auswertung aller integrierten Sensoren sind intelligente Softwareprogramme aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz erforder-lich, realisiert werden sie z.B. unter Zuhilfenahme von Software-Agenten.

Agenten und Assistenten Dem Leitbild des Agenten bzw. Assistenten bei der Gestaltung von Computerprogrammen liegen zwei Wünsche zugrunde. Zum einen die Hoffnung, leicht variierende aber ständig wiederkehrende, gleichförmige Aufgaben an eine Instanz zu delegieren17, die diese ganz im Sinne der BenutzerIn

16 siehe z.B. das Vorwort in [Bar01] 17 [Pfl01]

14 Kapitel II

erfüllt. Und zum anderen soll die Interaktion zwischen Mensch und Computer so einfach sein wie der Umgang mit einer menschlichen AssistentIn. Dazu muss ein Agent die Bedürfnisse der BenutzerIn kennen lernen, Wissen besitzen und im übertragenen Sinne ein „Bewusstsein“ oder eine „Persönlich-keit“ entwickeln. Diese Sichtweise entspricht der weitgehenden Abkehr vom Gedanken der Automa-tisierung und insbesondere des vollständigen Ersetzens menschlicher Kompetenz durch ein Compu-tersystem. Die Computerunterstützung durch Agenten wird realisiert durch die kognitive Integration technischer und menschlicher Fähigkeiten mit Hilfe adaptiver bzw. intelligenter Computersysteme.

Adaptive, intelligente Computersysteme

Ausgerüstet mit Hintergrund- und A-priori-Wissen über den Ablauf von Arbeitsprozessen, über Vor- und Nachbedingungen von notwendigen Teilschritten und über individuelle Strategien der Aufgaben-abarbeitung und des Informationsmanagements, sowie mit Verfahren und Techniken des Problem-lösens sind adaptive bzw. intelligente Computersysteme in der Lage, sich der jeweiligen BenutzerIn anzupassen und an ihrer Stelle aufwändige und häufig wiederkehrende monotone Aufgaben zu erledi-gen. Für eine Unterstützung der Entscheidungsfindung werden i.d.R. Expertensysteme, Inferenz-maschinen, Wissensbasen, Deduktionsmethoden oder so genannte prädikative Programmiersprachen eingesetzt. Aber auch einfache Konzepte wie Entscheidungstabellen und Heuristiken können zur Simulation von adaptivem und intelligentem Verhalten dienen. Adaptive bzw. intelligente Systeme sind nicht an einen bestimmten Rechnertyp gebunden, sondern werden in erster Linie software-technologisch umgesetzt. Bisher sind sie hauptsächlich auf Desktop-Computern zu finden, eine Portierung auf ein mobiles Endgerät ist möglich. Anzumerken ist allerdings, dass der Aufbau und die Verwaltung von Wissensbanken sowie die Ableitung von Wissen abhängig vom Anwendungsbereich und der zu unterstützenden Aufgabe sehr speicher- und rechenintensiv sein kann, so dass das mobile Endgerät eine entsprechende Leistungsfähigkeit besitzen muss, bzw. auf externe Ressourcen zurück-greifen kann.

Kognitive Integration

Wesentliche Eigenschaften von intelligenten Software-Agenten sind Autonomie, Sozialfähigkeit, Reaktionsfähigkeit und Pro-Aktionsfähigkeit18 sowie Lernfähigkeit. Diese Eigenschaften werden technisch realisiert und befähigen ein System, der NutzerIn automatisierbare, aufwändige und mono-tone Aufgaben abzunehmen bzw. ihr bei der Entscheidungsfindung und Problemlösung zu assistieren. Geforscht und entwickelt wird hier beispielsweise am zukünftigen modernen Büro mit einem virtuel-len Sekretär. Dieser übernimmt typische automatisierbare Aufgaben wie Informations- und Postfilte-rung, Terminvereinbarungen, Meetingscheduling und Telefonmanagement19. Intelligente Agenten werden aber auch in CBT (Computer Based Training)-Systemen eingesetzt, wo sie abhängig von den präsentierten Lerninhalten und den Bedürfnissen sowie Aktionen der Lernenden weitere Informatio-nen anbieten, Hinweise geben und diese geeignet darstellen20.

Eine weitere Form von Agenten sind so genannte Internet-Agenten, die hauptsächlich zur Informati-onsfilterung und zur Zusammenstellung und Präsentation individueller Archive wie z.B. persönlichen Zeitungen21 eingesetzt werden. So genannte Interface-Agenten, wieder eine andere Kategorie, ermöglichen die Anpassung von Benutzungsschnittstellen an individuelle Arbeitsweisen, um erfor-derliche Lernphasen und bestehende kognitive Belastungen bei der Interaktion mit Computertechno-logie zu minimieren. Allen Agenten und Assistenten ist gemeinsam, dass sie der BenutzerIn Aufga-ben abnehmen, die sonst kognitive Ressourcen gebunden hätten, und ihr so Freiraum für andere oder wichtigere Tätigkeiten eröffnen.

18 [Woo96] 19 [Spi97], [Doh97], [Höp97] 20 [Pie97], [Mül97] 21 [Sch97]

Begriffe, Leitbilder, Paradigmen 15 Wearable Computing Wearable Computing kann als Synergie der vorgenannten Paradigmen aufgefasst werden, für die einzelne Konzepte aus jedem vorgenannten Bereich genommen und in neuartiger Weise miteinander in Verbindung gebracht werden. Daraus entstanden ist eine Intensivierung der Vision des „anytime, anything, anywhere“ hinsichtlich der Unterstützung von Tätigkeiten, die für den Einsatz von Compu-tertechnologien bisher unzugänglich waren. Gemeint sind hier „mobile Tätigkeiten“ jenseits der Schreibtischarbeit, die notwendigerweise in der realen, gegenständlichen Welt angesiedelt sind. Ein-gesetzt werden mobile Endgeräte, insbesondere jedoch Wearable Computer und Smart Clothings, die neben ihrer mobilen Einsetzbarkeit einige weitere Merkmale aufweisen, die weit über ihre reinen Hardware-Eigenschaften hinausgehen. Ziel ist die Realisierung einer intelligenten mobilen Assistenz für eine BenutzerIn, deren primäre Aufgabe in der gegenständlichen Welt liegt und deren Aufmerk-samkeit vorrangig auf diese gerichtet sein muss. Ein informations- und kommunikationstechnische Unterstützung muss an die Einsatzbedingungen angepasst sein, sich aber auch selbst an die aktuelle Situation anpassen und der BenutzerIn einen Mehrwert liefern.

Wearable Computer und Smart Clothings

Wearable Computer sind, wie eingangs schon erwähnt, leistungsfähige mobile Endgeräte, die von ihrer BenutzerIn so am Körper getragen werden, dass sie über das größtmögliche Maß an Bewe-gungsfreiheit für die Ausführung ihrer primären Tätigkeit verfügt. Die Miniaturisierung von Rech-nertechnologie ist so weit fortgeschritten, dass ein derartiger Rechner in einer Streichholzschachtel Platz findet und in Bekleidung oder Accessoires integriert werden kann; an entsprechend miniaturi-sierten Energielieferanten wird intensiv gearbeitet. Bradley Rhodes22 fordert einige qualitative Eigen-schaften für Wearable Computer (kurz: Wearable), z.B., dass ein Wearable ständig „im Einsatz“ ist, also immer sofort benutzbar ist, auch in der Bewegung, und dass möglichst beide Hände frei bleiben für Aufgaben jenseits der Computerbenutzung. Ein Wearable sollte darüber hinaus den physikali-schen Kontext der BenutzerIn mittels Sensoren erfassen und der BenutzerIn proaktiv Informationen liefern.

Diese Charakterisierung verdeutlicht, ein Wearable Computer besteht nicht nur aus einer kleinen Recheneinheit mit einer bestimmten Leistungsfähigkeit; die Ein-/Ausgabe-Devices, ihre Anordnung am Körper der BenutzerIn, der Einsatz intelligenter Sensoren und insbesondere die Gestaltung der Schnittstelle zwischen Mensch und Computer spielen für Wearable Computing die zentrale Rolle. Den genannten Eigenschaften ist deshalb mindestens noch hinzuzufügen, dass die Schnittstelle23 so gestaltet sein muss, dass der Interaktionsaufwand für die BenutzerIn so gering wie möglich ist. Was das konkret bedeutet, bestimmt im wesentlichen der Einsatzbereich, d.h. die Anforderungen und Bedingungen der Anwendung, für die Wearable Computing eine innovative Lösung bieten soll.

Intelligente, mobile Assistenz

Bei der Realisierung von Desktop Computing und auch bei der Umsetzung von Mobile Computing, ja, sogar für Virtual Reality konnte immer von der ungeteilten Aufmerksamkeit der BenutzerIn für das Computersystem während der Nutzung ausgegangen werden. Das ist im Wearable Computing anders: Die primäre Aufgabe und damit auch die Aufmerksamkeit der BenutzerIn ist und bleibt in der realen Welt verortet. Im Fokus des Interesses stehen hier Tätigkeiten, die nicht automatisiert werden können, da sie menschliche Kompetenz, Erfahrung und Fertigkeiten erfordern. Informationstechnolo-gie kann bei einem Teil dieser Art von Tätigkeit hilfreich und produktionssteigernd wirken, insbeson-dere dann, wenn vor Ort Informationen benötigt, Berechnungen gemacht oder Daten aufgenommen und interpretiert werden müssen. Computertechnologie kann hier allerdings nur unterstützend einge-setzt werden und muss sich immer den Anforderungen der realen Welt unterordnen. Je unscheinbarer solche Systeme sind, je weniger Aufmerksamkeit für die Benutzung sie erfordern und je intelligenter

22 [Rho97] 23 Mit der Bezeichnung „Schnittstelle“ ist hier nicht ein Anschluss oder eine Norm gemeint, sondern das Interface im umfassenden Sinne der HCI (Human-Computer Interaction).

16 Kapitel II

und selbstständiger sie funktionieren, desto mehr können sie die BenutzerIn entlasten und sich als innovativ und gewinnbringend erweisen.

Wearable Computing stellt für die Realisierung mobiler, tragbarer Computertechnologie das zentrale Leitbild dar. Konkrete Umsetzungen werden allerdings nur erfolgreich sein, wenn im metaphorischen Sinne das Zusammenspiel zwischen Hardware, Software und Anwendung funktioniert und ein Mehr-wert für die BenutzerIn entsteht. Die folgenden Abschnitte geben einen detaillierten Einblick in einige relevante Komponenten. Eine so genannte „Killer-Anwendung“ wurde zwar noch nicht entdeckt, die Vielfalt der angedachten, untersuchten oder prototypisch entwickelten anwendungsspezifischen Lösungen gibt aber genügend Hinweise auf die noch ungenutzten Potenziale dieser Technologie.

Kapitel III

Anwendungen

Die Verbreitung und Etablierung mobiler, tragbarer Computersysteme wird davon abhängen, welche Vorteile ihr Einsatz und ihre Entwicklung für die Anwendungsbereiche bringen. Bisher wurde Com-putertechnologie in der Automatisierungstechnik und für eine Vielzahl von Bürotätigkeiten höchst erfolgreich eingesetzt. E-Commerce und E-Business sind die aktuellen Schlagworte für die Durch-dringung des Handels und der Dienstleistungen mit Computertechnologie, E-Government das entsprechende Pendant für die öffentliche Verwaltung und die Tätigkeit der Ämter. Und auch der private Bereich ist durchdrungen von dieser Technologie. Auch wenn man manchmal das Gefühl, hat es ist schon alles „computerisiert“, was man sich vorstellen kann, so gibt es doch noch einige große Bereiche, die bisher noch nicht informationstechnisch unterstützt werden konnten. Das sind in erster Linie Bereiche, die sich der Automatisierung entziehen und keine Bürotätigkeiten sind. Es sind Tätig-keiten, die die Kompetenz und die Erfahrung von Menschen erfordern, und es sind Bereiche, die in der realen, gegenständlichen Welt situiert sind und nicht ins Virtuelle verlagert werden können.

Im diesem Kapitel werden die Anwendungsbereiche charakterisiert, für die Wearable Computing einen Mehrwert bieten kann, und es werden die Anwendungsfälle genannt, die bereits identifiziert worden sind. Für diese Anwendungsfälle gibt es eine umfangreiche Palette von Ansätzen und Umset-zungen, die unter Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme geeignete Lösungen anbieten. Diese reichen von der Portierung „stationärer“ Software auf Wearable Computer bis hin zur Offenlegung noch ungelöster Forschungsfragen. In diesem Kapitel werden die bisherigen Ansätze zusammenge-fasst. Den mit Abstand größten Teil dieses Kapitels nimmt jedoch die schematische Beschreibung dokumentierter Fallstudien ein. Sie zeigen in ihrer Vielfalt in eindrucksvoller Weise, welches Poten-zial Wearable Computing beinhaltet, und das in mehrfacher Hinsicht:

• Es gibt bisher nur wenige kommerziell verfügbare Lösungen, die auf andere Firmen oder andere Aufgaben übertragen werden könnten. Ein Anpassung an die Belange der Anwende-rInnen und insbesondere an die konkrete Aufgabe ist immer erforderlich.

• Eine Neu- und Weiterentwicklung von Computersystemen ist weiterhin sowohl hinsichtlich der Hardware und insbesondere auch bzgl. der Software erforderlich. Es gibt zwar schon eine breite Palette von Hardwarekomponenten, doch die Anwendungsbeispiele zeigen, dass besonders die Integration der Komponenten zu einem konsistenten Gesamtsystem noch nicht weitreichend genug ist.

• Es gibt noch eine beträchtliche Anzahl offener Fragen an die Forschung. Viele dieser Fragen können nicht von einer Disziplin allein beantwortet werden, so dass interdisziplinäre Zusammenarbeit ein zentraler Bestandteil des Wearable Computing sein wird.

• Die Eigenschaften der neuen tragbaren Hardware und die entsprechende Software öffnen neue Wege in Anwendungen, die bisher computertechnisch nicht unterstützt werden konnten und bilden so den Boden für Innovationen innerhalb der Annwendungsbereiche.

17

18 Kapitel III

Anwendungsbereiche Verschiedene Quellen, z.B. Case Studies und White Paper der Hersteller von Wearable Computing-Hardware oder von Softwareentwicklern für den Einsatz auf mobilen Geräten, aber auch wissen-schaftliche Untersuchungen belegen die Vielfalt der möglichen Branchen und Anwendungsbereiche für die Wearable Computing ein Innovationspotenzial darstellt. Die Palette umfasst die gesamte Breite der klassischen Wirtschaftssektoren – von der Dienstleistung über die Industrie bis hin zur Landwirtschaft – sowie den sog. Konsumenten-Bereich, also das persönliche Leben jeder einzelnen Person. Innerhalb der Wirtschaftssektoren wurde eine Vielzahl von Anwendungsbereichen für den Einsatz von Wearable Computing-Technologie identifiziert. Erste Umsetzungen informationstechni-scher Lösungen mit mobilen, tragbaren Computersystemen wurden bereits für folgende Sparten entwickelt:

• Logistik

• Produktion, Montage, Konstruktion

• Instandhaltung: Inspektion, Wartung, Instandsetzung

• Medizin

• Tourismus / Kultur

• Umwelt / Landwirtschaft

• Unterhaltung / Journalismus

• Krisen- und Katastrophenmanagement

• Militär / Sicherheit

• Facility Management

Darüber hinaus eröffnet jede Auseinandersetzung mit Wearable Computing und mit Anwendungs-bereichen, in denen mobile, tragbare Computertechnologie erfolgversprechend eingesetzt werden kann, weitere Einsatzgebiete. Gespräche mit AnwenderInnen und die Präsentation von exemplari-schen Wearable Computing-Lösungen bewirken bei diesen häufig eine Erweiterung des eigenen Blickwinkels hinsichtlich des Potenzials dieser neuen Technologien für das eigene Aufgabenspekt-rum. Deshalb enthält diese Studie die schematische Dokumentation einer Vielzahl von Anwendungs-beispielen aus allen genannten Anwendungsbereichen. Die ausführliche Beschreibung der umgesetz-ten oder erforschten Anwendungsfälle am Ende dieses Kapitels dient neben der Dokumentation insbesondere der Anregung der Phantasie.

Die Breite der Palette der potenziellen Einsatzgebiete kommt zustande, da die genannten Anwen-dungsbereiche Gemeinsamkeiten aufweisen, die Aufgaben, Funktionen und Tätigkeiten betreffen. Eine dieser Gemeinsamkeiten, die für den Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme außerordent-lich relevant ist, ist die Tatsache, dass es in allen genannten Branchen und Anwendungsbereichen einen gewissen Anteil an Aufgaben gibt, die als mobile Tätigkeiten bezeichnet werden können. Das sind Tätigkeiten, die

• in der Bewegung ausgeführt werden (z.B. Kommissionierung, Bewachung, landwirtschaft-liche Bewirtschaftung) oder

• an wechselnden Einsatzorten stattfinden (Wartung von Schiffen, Straßeninspektion, Krisen-management) oder

• zwar an einem Ort aber an wechselnden Objekten durchgeführt werden (Inspektion von Fahrzeugen, Flugzeugen, Lagerverwaltung) und

• bei denen die primäre Aufgabe und die Aufmerksamkeit der BenutzerIn in der physischen Welt verortet ist (Die BenutzerIn agiert in der realen Welt, das Computersystem bietet ihr etwas Zusätzliches).

Anwendungen 19 Je nachdem, wie grob oder wie fein man den Begriff „Tätigkeiten“ fasst, sind alle vier genannten Aspekte in einer mobilen Tätigkeit enthalten. Allerdings bedarf nicht jede mobile Tätigkeit einer informationstechnischen Unterstützung, das tatsächliche Potenzial ist im Einzelfall zu prüfen. Für viele kann sie jedoch wirtschaftlich und qualitätssteigernd sein, z.B. dort, wo immer wieder ein bestimmter Workflow eingehalten werden muss, wo das Vorgehen und der Zustand des Arbeits-gegenstands genau dokumentiert wird oder wo der Zugriff auf umfangreiches Informationsmaterial die Arbeit vor Ort beschleunigt und verbessert.

Der letztgenannte Punkt der Charakterisierung mobiler Tätigkeit hat weitreichende Folgen, erfordert die Entwicklung eines geeigneten informationstechnischen Systems zur Unterstützung mobiler Tätig-keiten doch ein Überdenken aller bisherigen Interaktionskonzepte, da bei der Gestaltung bisher immer von der vollen Aufmerksamkeit der BenutzerIn für das Computersystem ausgegangen werden konnte. Bei der Benutzung einer Textverarbeitung, einer Tabellenkalkulation, eines Autorensystems oder eines CAD-Programms befindet sich der Arbeitsbereich der BenutzerIn sozusagen „im Computer“. Das Gleiche gilt für die dreidimensionale Visualisierung komplexer Informationen in den so genann-ten „Virtual Reality Environments“. Bei mobilen Tätigkeiten im oben genannten Sinne hingegen gilt die Aufmerksamkeit der BenutzerIn in erster Linie den Gegenständen der realen, physischen Welt z.B. dem zu inspizierenden Fahrzeug, den zu transportierenden Paketen oder der zu behandelnden PatientIn. Jedes hier eingesetzte Computersystem kann die eigentliche Aufgabe nur unterstützen und muss mit einem geringen Aufwand an Aufmerksamkeit und mit einer minimalen Interaktion zwischen Mensch und Computer zu benutzen sein. Das Leitbild für die Gestaltung von Systemen, die diesen Anforderungen genügen, ist Wearable Computing. Im vorliegenden Kapitel stehen deshalb die Anwendungsfälle im Vordergrund, die in den oben genannten Anwendungsbereichen identifiziert werden konnten und für die bereits Wearable-Computing-Lösungen vorgeschlagen oder umgesetzt und dokumentiert worden sind.

Über die Anwendungsbereiche hinaus gibt es Aufgaben, die zwar nicht in jeder Branche auftreten und nicht überall die gleiche Relevanz haben, die aber auch oder gerade bei mobilen Tätigkeiten in vielen Fällen eine außerordentliche Rolle spielen und anwendungsübergreifend auftreten:

• Bildung, Training, Instruktion „on the job“

• Kommunikation / Kooperation / Kollaboration: synchroner oder asynchroner Dialog zwischen Menschen, z.B. Expertenkonsultationen auch über weite Entfernungen hinweg, und Sprachübersetzung

• Dokumentation: Informationsbereitstellung durch Zugriff auf Pläne, Zeichnungen, Handbü-cher, Reparaturanleitungen usw. aber auch Berichtswesen, d.h. Protokollierung und Berichterstattung

• Messen, Erfassen, Auswerten, Vergleichen und Speichern von Daten jederzeit und an beliebigen Orten

Welche Anwendungsfälle identifiziert worden sind, wird im nächsten Abschnitt erläutert, auf die Lösungsansätze wird im anschließenden Abschnitt eingegangen. Die ganze Fülle der bereits informa-tionstechnisch erschlossenen Anwendungsaspekte lässt sich beim Durchstöbern der schematisch beschriebenen Anwendungsbeispiele erfassen. Die Bilder in diesem Kapitel vermitteln einen Eindruck von den umgesetzten Lösungen in den verschiedensten Branchen und für die unterschied-lichsten Aufgaben.

Anwendungsfälle Die Auswertung von dokumentierten Anwendungsbeispielen, White Papers und wissenschaftlichen Veröffentlichungen ergab eine umfangreiche Palette von Anwendungsfällen, d.h. von informations- und kommunikationstechnischen Aufgabestellungen, die bei mobilen Tätigkeiten anfallen bzw. hier eine besondere Rolle spielen. Da es heutzutage kaum noch Branchen gibt, die Computertechnologie nicht nutzen, handelt es sich bei den Anwendungsfällen des Wearable Computing häufig um Erweite-rungen der bisher eingesetzten Technologien und um die Integration in eine vorhandene Infrastruktur.

20 Kapitel III

Je nach Branche und Anwendungsbereich unterscheiden sich die informationstechnischen Aufgaben-stellungen. Die Vielfalt ist enorm. Es gibt aber auch übergreifende Gemeinsamkeiten. Eine wesent-liche Gemeinsamkeit ist, dass der aktuelle Kontext der BenutzerIn eine wesentliche Rolle spielt: Die Bereitstellung von Informationen und der Zugriff auf diese muss bei einer mobilen Tätigkeit, insbe-sondere weil die primäre Aufmerksamkeit der BenutzerIn der realen Welt gilt, auf die aktuelle Situa-tion und Aufgabe abgestimmt sein. Ein mobiles, tragbares System eignet sich andererseits aber auch besonders gut dazu, Kontexte zu erfassen, mehr als jedes stationäre. Welche Faktoren hier bestim-mend sind, hängt vom Anwendungsbereich ab. Im Tourismus beispielsweise lässt die Bestimmung der geographischen Position der BenutzerIn Schlüsse darüber zu, welche Restaurants mittags ange-boten werden sollten oder zu welchen Sehenswürdigkeiten multimediale Informationen bereitgestellt werden. Andere Aufgabenstellungen erfordern und erbringen andere Kontexte: Zeit, Ort, Zustand der Umgebung (bzw. der Objekte in unmittelbarer Umgebung), Fähigkeiten oder Zustand der BenutzerIn, Vorlieben und Intention der BenutzerIn, Aufgabe, Historie der Tätigkeit usw., die Liste lässt sich beliebig fortsetzen.

Hier nun einige Beispiele von konkreten Aufgaben und Anforderungen, die mittels des mobilen, trag-baren Computersystems unterstützt oder von ihm übernommen werden können:

• Explizite Informationsakquisition o Erfassung von Messwerten, Texten, Bildern, Bildfolgen etc. und ihre geeignete

Aufbereitung durch die BenutzerIn direkt vor Ort o Einlesen kodierter Daten (z.B. Barcode, RF-Tags) o Online-Berichterstattung o semi-automatische Erstellung von Dokumentationen, z.B. Protokollierung von

Arbeitsabläufen, Schadensberichts- oder Inspektionsberichtserstellung

• Implizite Informationsakquisition o automatische Erfassung des aktuellen Kontextes o Messung und Auswertung aktueller Umgebungsvariablen, z.B. der Luft-

zusammensetzung, der Radioaktivität, der Temperatur, inkl. Alarmierung o Messung und Auswertung von aktuellen benutzerInnenbezogenen Daten z.B. ihre

Position, ihren emotionalen Zustand, ihre körperlichen Vitalwerte (inkl. Alarmierung)

o berührungslose Objektidentifikation z.B. bei der Inventarisierung, oder kontext-abhängig bei der Inspektion oder zur Objektverfolgung

• Workflow-Management o Ausführen eines vorgegebenen Arbeitsablaufs anhand von Checklisten; o flexible Arbeitsplanung und kontextabhängige Auftragserteilung, z.B.

positionsabhängig, abhängig vom Systemzustand, von der Auftragslage, von der aktuellen Situation etc.

o schrittweise BenutzerInnenführung bei der (multimedialen) Instruktion o flexible Koordinierung von Arbeitsabläufen, z.B. auch in Krisensituationen

• Synchronisation virtueller Informationen mit den realen Gegebenheiten vor Ort, z.B. o Abgleich aktuell gemessener Werte mit bereits vorhandenen (Konsistenzprüfung) o Einpflegen neuer Messwerte in ein digitales Modell o Ein- und Aus-Checken von Objekten in ein Warenwirtschaftssystem, ein Prozess-

kontrollsystem oder ein anderes Informationssystem

• Expliziter oder kontextgetriebener Zugriff auf verschiedene umfangreiche, heterogene und z.T. verteilte Informationsbestände, z.B. auf

o technische Dokumentationen wie digitalisierte Manuals, Pläne, umfangreiche Zeichnungen, Konstruktionspläne und Bilder

o Demonstrationen und andere Erklärungsformen, präsentiert in multimedialer Form

Anwendungen 21

o zu früheren Zeitpunkten erstellte Dokumentationen, z.B. Protokolle Verlaufs-berichte, Inspektionsberichte

o aktuelle Anlagendaten bzw. Prozessinformationen, die an anderer Stelle vorgehal-ten, d.h. gemessen und ausgewertet werden (der Zugriff kann passiv oder aktiv durch die BenutzerIn erfolgen)

• kontextabhängige Informationspräsentation: Auswahl und Darbietung von Informationen in Abhängigkeit von verschiedenen Kontexten, z.B. von der aktuellen Position der BenutzerIn, vom Datum und der genauen Uhrzeit, vom systeminternen Zustand, von der aktuellen Auf-gabe, vom Ort und der Blickrichtung der BenutzerIn, aber auch von ihren Vorlieben und Intentionen

• Kollaborations- und Kooperationsunterstützung durch Bereitstellung von drahtlos vermittel-ten Kommunikationsdiensten wie E-Mail, Chat, Telefonie, Videokonferenz, Remote-Zugriffen; einzeln und insbesondere multimedial kombiniert

• kontextabhängige BenutzerInnenführung, z.B. geographische Navigations- und Orientie-rungsunterstützung, situationsabhängige Arbeitsprozesssteuerung, Reparaturanleitung

• persönliche Assistenz, z.B. persönliches Informationsmanagement, Gedächtnis- und Wahr-nehmungsunterstützung, Kontrolle des eigenen körperlichen und gesundheitlichen Zustands

Um die Anwendungsfälle technologisch in geeignete Computersysteme umzusetzen, sind bereits erheblicher Anstrengungen unternommen worden, die in einigen allerdings noch recht wenigen Fällen zu Produkten und zu einem kommerziellen Einsatz der Wearable-Computing-Technologie geführt haben. Hier besteht noch ein enormer Entwicklungsbedarf. In der letzten Dekade hat sich sowohl im Hardware- als auch im Softwarebereich viel getan, so dass in naher Zukunft mit wesentlich mehr Pro-dukten auf dem Markt zu rechnen ist. Diese Prognose lässt sich z.B. an der Anzahl der Produkte fest-machen, die im Hardwaresektor bereits für Ende 2001 bzw. für 2002 angekündigt worden sind (Poma, MA TC und MA V von Xybernaut, PC Stick von ViA, cybercompanion von der gleichnami-gen Firma, Spot Core Module von der WearableGroup der CMU). Im folgenden Abschnitt werden einige bereits beschrittene Wege und Lösungen anwendungsbezogen dargestellt, auf Hardware-komponenten wird in den späteren Kapiteln ausführlich eingegangen.

Bisherige Lösungen und Umsetzungen Mobile Tätigkeiten haben das Charakteristikum, dass die primäre Aufgabe der BenutzerIn in der rea-len, gegenständlichen Welt vorortet ist, so dass ihre Aufmerksamkeit ebenfalls in erster Linie der realen Welt gilt. Die Benutzung der Informations- und Kommunikationstechnologie kann, anders als z.B. bei Schreibtischarbeiten und insbesondere auch anders als bei Virtual-Reality-Lösungen, nur „nebenbei“ erfolgen. Aus diesem Umstand ergeben sich neue Anwendungsfälle, aber insbesondere sind neue Lösungsansätze erforderlich.

Bzgl. des Einsatzes von Informations- und Kommunikationstechnologie gibt es auch im Wearable Computing die vier grundlegenden Funktionen, die Computertechnologie besonders gut erfüllt:

• Datenerfassung

• Datenhaltung und -verarbeitung

• Informationspräsentation

• Kommunikation

Wearable Computing legt jedoch die Schwerpunkte auf die mobile Datenerfassung, auf die kontext-bezogene Informationspräsentation und insbesondere auch auf die drahtlose Kommunikation. Für Datenhaltung und -verarbeitung in größerem Umfang gibt es geeignetere stationäre Technologien. Diese Einschränkung ist allerdings nicht als Nachteil zu sehen, da sie z.B. durch drahtlose Vernet-

22 Kapitel III

zung, als wesentliche Komponente der Wearable Computing-Technologie, und den Einsatz von ver-teilten Systemen ausreichend kompensiert wird.

Um einen Eindruck von den Möglichkeiten zu erhalten, die Wearable Computing für die mobilen Aspekte der Anwendungsbereiche bieten kann, ist die Analyse der bereits angedachten oder umge-setzten Lösungen ein geeignetes Mittel. Neben den verschiedenen Hardware-Herstellern, die ihre Systeme per Fallstudien und Feldversuchen in die Anwendungsbereiche einbringen, gibt es einige Forschungsgruppen, die sich seit mehreren Jahren intensiv mit Wearable Computing befassen. In den Anfangszeiten erfolgte die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich noch allein unter dem Begriff „Augmented Reality (AR)“ und beschäftigte sich vorrangig mit der visuellen, ortsbezogenen Anreicherung bzw. Überlagerung des aktuellen Sichtfelds der BenutzerIn mit 3D-Grafiken. Heute ist die Palette der angebotenen virtuellen Informationen wesentlich breiter geworden und die Begriff-lichkeit hat sich etwas verändert: „Wearable Computing“ steht für den anwendungsorientierten, praxisrelevanten Aspekt dieser Technologie, und „Augmented Reality“ wird eher für die akademi-schen Fragestellungen verwendet. Doch manchmal werden beide Begriffe auch synonym zueinander verwendet. Die Intentionen der verschiedenen Interessengruppen unterscheiden sich jedenfalls deut-lich, was auch in den Lösungen sichtbar wird: Die näher am Markt positionierten Firmen bieten Pro-dukte, die Forschungsgruppen Prototypen und Konzepte, und einige ambitionierte „Bastler“ liefern Hardwarekomponenten.

Jede Gruppe von Lösungen, die im folgenden vorgestellt wird, erfüllt einige Anforderungen aus dem einen oder anderen Anwendungsbereich, bietet eine gewisse Funktionalität, hat einige Vorteile, weist Grenzen auf und gibt in erster Linie Hinweise auf weiter Potenziale. Sie werden anhand der im Anschluss dokumentierten Anwendungsbeispiele illustriert. Zu identifizieren sind folgende Strategien und Lösungsklassen:

• Portierung vorhandener Software auf einen Wearable Computer

• Optimierung: Anpassung von Hardware, Peripherie und Software im Hinblick auf die Erfül-lung einer speziellen, stark eingeschränkten Aufgabe

• Integration: Kombination vorhandener mobiler stand-alone-Messgeräte zu einem neuartigen Gesamtsystem durch die Verbindung mittels eines Wearable Computing Systems

• Mobile, kontextbezogene Informationssysteme

• Kontextgesteuerte BenutzerInnenführung, z.T. ergänzt um eine automatische Dokumentation

• Mobile Assistenzsysteme

Portierung von Desktop-Applikationen Eine auf den ersten Blick sehr attraktive und einfache Strategie, ein einsetzbares Wearable Computing System zu schaffen, ist es, vorhandene Software auf einen tragbaren Computer zu bringen, um dieses System dann auch in der Bewegung, jederzeit und an jedem beliebigen Ort nutzen zu können. Die Portierung der Organizer-Funktionalität auf PDAs (Personal Digital Assistant) beispielsweise war eine erfolgreiche Portierung. Ob der für Weihnachten 2001 für die USA und Japan von Hitachi, Xybernaut und anderen Soft- und Hardwareherstellern angekündigte „Wearable Internet Appliance (WIA)“ bzw. Poma, ein zum mobilen Surfen im Internet entwickelter Wearable Computer, eine erfolgreiche Portierung werden wird, muss sich noch zeigen. Doch auch umfangreichere und kom-plexere Softwaresysteme sind auf einen Wearable Computer portierbar. So integrierte Northwest Airlines Wearable Computer der Firma ViA durch die Portierung ihrer stationär eingesetzten Software auf die mobilen, tragbaren Geräte in ihr Flughafen-Schalterabfertigungssystem, um die Fluggäste dezentral schneller abfertigen zu können.

Ein anderes Beispiel ist der Einsatz eines mobilen Endgeräts bestückt mit bereits auf DesktopPCs eingesetzter Software beim Erzeugen von Inspektionsberichten vor Ort während der Inspektion von Wohnhäusern. Als Vorteil des Wearable Computers wird hier genutzt, dass er auch an den unzugäng-lichsten Orten eingesetzt werden kann. Vor der Benutzung dieses mobilen Endgerätes musste die

Anwendungen 23 InspekteurIn während ihrer Arbeit mit Papier und Stift protokollieren und später die notierten Daten in das auf einem Notebook oder einem PC lauffähige Protokollierprogramm eingeben. Nicht nur, dass sie so doppelte Arbeit zu leisten hatte, auch die Fehlerrate war dadurch erhöht.

Dass der Wearable Computer am Körper getragen werden kann, bedeutet auch, dass er auch unter Schutzkleidung getragen und damit ebenfalls vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann. So wurde z.B. ein Wearable Computer der Firma Xybernaut, erweitert um einen Sensor zur berührungslosen Objektidentifikation (Barcode-Scanner) und um eine drahtlose Netzverbindung mit einem Inventari-sierungsprogramm des Anwenders bestückt und für die Inventarüberwachung bei Wartungsarbeiten in einem Kernkraftwerk eingesetzt. Diese Portierung führte sowohl zu einer deutlichen Zeitersparnis bei den kostenintensiven Wartungsarbeiten als auch zu einer Erhöhung der Sicherheit. Portiert wurde die vorhandene Inventarisierungssoftware; allein schon die drahtlose Kommunikation erbrachte hier einen Mehrwert.

Ein anderer, sehr wichtiger Bereich, in dem eine Portierung bereits stationär etablierter Software auf ein drahtlos miteinander verbundenes System bestehend aus mehreren Wearable Computern und stationärer Rechner durchgeführt wurde, ist das Krisen- und Katastrophenmanagement. Die Firma ViA hat ihre Geräte, insbesondere ihre Wrist-Mounted-Touchscreens so umgerüstet, d.h. isoliert, dass sie in und an der Schutzkleidung von Feuerwehrleuten getragen werden können. In einem Anwen-dungsfall wurde ein Programm zur Kollaborationsunterstützung eingesetzt, um den Einsatz der Feuerwehrleute zu koordinieren und sie mit all den Informationen zu versehen, die sonst nur in der Leitzentrale auflaufen. In einem anderen erhielten die Feuerwehrleute darüber hinaus eine Naviga-tionshilfe und ihre Position wurden ständig ermittelt.

Die Liste der Portierungen vorhandener, für stationäre Geräte entwickelter Software auf Wearable Hardware lässt sich noch weiter fortsetzten. Versucht werden sie überall dort, wo vor Ort Daten erho-ben und notiert werden, die bisher immer später in ein Dokumentations- oder Informationssystem eingepflegt werden müssen. Landvermessung, Tier- und Pflanzenbeobachtung, archäologische Kata-logisierung und die Dokumentation landwirtschaftlicher Produktionsparameter sind die Anwendungs-felder.

Bedienungsanleitungen, Benutzungshandbücher, Konstruktionspläne, Teilekataloge oder Lernsoft-ware liegen heute bereits in digitaler Form vor und können mit einem DesktopPC oder mobil mit einem Notebook benutzt werden. Die aktuellen Produkte der Wearable-Computer-Hersteller und auch der Hersteller von Ein- und Ausgabe-Devices bieten ebenfalls genügend Kapazität und Qualität, um diese Datenquellen auf einem Wearable Computer benutzen zu können. Verbunden mit der Portie-rung bekannter Software auf einen Wearable Computer ist deshalb häufig die Vorstellung vom „DesktopPC am Gürtel“. Die Verlagerung des ansonsten auf dem Schreibtisch stehenden und im Büro eingesetzten Computers ist jedoch ein falsches, ja, unsinniges Bild. Es geht beim Wearable Compu-ting nicht darum, den Computer vom Schreibtisch zu verbannen, nur um ihn dann am Gürtel unterzu-bringen und die gleichen Arbeiten unbequem „im Gehen“ zu verrichten, auch wenn aus dem Klaus Steilmann Institut zu hören ist, “dass in den nächsten fünf bis zehn Jahren in Freizeit- und Arbeits-bekleidung eingebettete Elektronik den Desktopcomputer abgelöst haben wird.”1 Dass eingebettete Elektronik eine immer wichtigere Rollen spielen wird, ist unbestreitbar, doch wird es Domänen geben, z.B. Büroarbeit, in denen die Schreibtisch-Metapher genau das richtige Leitbild ist.

Schon früh wurde festgestellt, dass das Tragen eines Computersystems an die Informationspräsenta-tion ganz andere Anforderungen stellt, als die gewohnten Desktop-Computing-Systeme, so dass eine einfache Portierung nur in den seltensten Fällen einen Mehrwert bietet. Jede Person, die schon einmal ein Wearable-Computing-System mit monokularen HMD und alternativem Eingabe-Devices auspro-biert hat, wird bestätigen, dass Standard-Applikationen mit diesem Equipment unmöglich auf Dauer zu benutzen sind. Die Konzeptionierung einer neuen, mobilen Form der Interaktion zwischen Mensch und Computer ist erforderlich. Über die Portierung von Software auf ein mobiles Endgerät sollte in jedem Anwendungsbereich nachgedacht werden, doch sollte man sich nicht auf dieses Vorgehen beschränken, da die Gefahr besteht, dass das entstehende mobile, tragbare Computersystem nicht nur nicht benutzbar ist, sondern die Barriere für andere Wearable-Computing-Lösungen sogar noch erhöht, so dass auf diese Art und Weise Akzeptanzprobleme erzeugt werden.

1 [Bli01] S.84

24 Kapitel III

Optimierung hinsichtlich einer speziellen Aufgabe Die Kombination eines oder mehrerer mobiler Datenerfassungsgeräte mit einem Wearable Computer kann eigentlich als Portierung vorhandener Software auf ein mobiles, tragbares Endgerät aufgefasst werden. Bisher wurden mit mobilen Messgeräten vor Ort Daten erhoben, die in einem zweiten Arbeitsgang zur Auswertung und Speicherung in ein Softwareprogramm eingespielt oder eingegeben wurden. Doch die erzielte Synergie geht in manchen Anwendungsfällen über die Vorteile einer einfa-chen Portierung hinaus. Die Anbindung eines Landvermessungsgerätes und eines dGPS-Empfängers an einen Wearable Computer, der über eine drahtlose Netzwerkverbindung einen Abgleich mit einer zentral verfügbaren Datenbasis durchführt und dadurch eine Plausibilitäts- oder Konsistenzprüfung vor Ort ermöglicht, stellt in dieser Form ein sehr flexibles neues System dar, das eine Qualitätssteige-rung bei den ermittelten Daten und damit einen Mehrwert liefert. Anwendungsbeispiele dieser Art gibt es bereits mehrere. Die ersten erst nachträglich als Wearable Computer bezeichneten Systeme waren z.B. Geräte, die auf eine einzige Aufgabe hin entwickelt und optimiert worden waren: die Vor-hersage der Ergebnisse beim Roulette. Die beiden im folgenden angeführten Beispiele für eine Anpassung von Hardware, Peripherie und Software hinsichtlich der Erfüllung einer speziellen, stark eingeschränkten Aufgabe stammen aus der neueren Zeit und sind die bisher erfolgreichsten Lösungen zur Umsetzung des Konzepts Wearable Computing. Beide werden kommerziell eingesetzt.

Wearable Scanning Die Firma Symbol, spezialisiert auf Barcode-Scanner und Scan-Systeme insbesondere zum Einsatz im Handel und in der Logistik, hat verschiedene Varianten eines WSS (Wearable Scanning and Com-puting Systems) entwickelt. Diese Wearable Computer dienen in erster Linie dazu, MitarbeiterInnen bei logistischen Aufgaben zu unterstützen, z.B. bei der Bestückung eines Lagers, bei der Kommissio-nierung oder bei der Paketverfolgung. Die Geräte wurden in mehreren Entwicklungs- und Evalua-tionszyklen bzgl. ihrer äußeren Form und ihrer Trageeigenschaften sowohl an die Aufgabe als auch an die BenutzerIn angepasst. Ihre Eigenschaften sind, dass sie

• jederzeit in der Bewegung benutzt werden können;

• so am Körper getragen werden, dass sie die BenutzerIn nicht bei ihrer primären Arbeit (z.B. Entladen eines LKWs, Bestücken eines vollautomatischen Lagers, Kommissionierung) behindern;

• robust und ausdauernd (mehr als 8 Std. Dauerbetrieb) sind;

• in die bestehende Infrastruktur integriert werden können (mit geringen Anpassungen, z.B. durch den Austausch des Scann-Kopfs, durch die Verwendung einer drahtlosen Netzwerk-karte und durch die Programmierbarkeit)

• den BenutzerInnen und den AnwenderInnen einen Mehrwert liefern.

Die Wearable Scanning Systeme stehen kommerziell zur Verfügung, sie werden eingesetzt und sie werden benutzt. Der Einsatz bei UPS in der Paketverwaltung gilt zz. als der erfolgreichste Einsatz eines Wearable Computers. Hervorzuheben ist, dass das System auch von den MitarbeiterInnen angenommen wurde. Das Tragen des WSS behindert sie nicht, es erleichtert ihnen sogar ihre Arbeit, da sie z.B. keinen Handscanner in die Hand nehmen und deshalb auch nicht mehr darauf achten müs-sen, wo sie ihn abgelegt haben. Der Vorteil dieser Lösung liegt in der Spezialisierung auf eine eng umgrenzte Aufgabe bzw. auf einige wenige Aufgaben. Das Wearable Scanning System wird einge-setzt, um ganz spezielle Daten auf möglichst einfache Weise und ohne Behinderung der BenutzerIn bei ihrer Arbeit zu erfassen: Barcode-Kennungen. In der erweiterten Funktionalität stellt es einfache Kommunikation z.B. in Form einer Arbeitsauftragserteilung oder einer Verfügbarkeits- oder Orts-information zur Verfügung.

Anwendungen 25 Online-Reportage Zu einem der frühen und mittlerweile sogar mehrfach kommerziell verfügbaren Wearable Compu-ting-Systeme gehören die „WebReporter“. Das sind Online-Berichterstattungssysteme, mit denen just-in-time Berichte und Reportagen z.B. von Messen und Ausstellungen, aber auch von Reisen und anderen zeitlich begrenzten Events veröffentlicht werden.

Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Varianten dieser Technologie entwickelt. Die erste soge-nannte „Webreporterin“ war mit einem Wearable Computer der Firma Xybernaut ausgestattet (Com-puter am Gürtel, HMD und Unterarmtastatur), der um eine Digitalkamera zum Erstellen von Fotos erweitert worden war. Sie berichtete 1999 im Auftrag von Audi von der IAA, indem sie vor Ort Inter-views führte und diese als Berichte niederschrieb, ihre GesprächspartnerIn fotografierte und diese Reportage dann im WWW veröffentlichte. Die späteren Berichterstattungssysteme sind mit Video-kamera und Mikrofon ausgestattet und drahtlos mit einem Server verbunden, so dass der Live-Stream direkt im Intranet, im Web oder auch in den klassischen Medien Radio und Fernsehen veröffentlicht werden kann. Durch die permanente Netzverbindung können die ZuschauerInnen direkten Einfluss auf die Berichterstattung nehmen, indem sie per E-Mail oder Live-Chat mit der ReporterIn kommu-nizieren - die Berichterstattung wird zum interaktiven Online-Ereignis.

Ein Wearable Computer der Firma Xybernaut aber auch von jeder anderen Firma kann eingesetzt werden, wenn er mit der erforderlichen Peripherie (WebCam, Mikrofon, HMD, Tastatur etc.) aus-gestattet ist. Darüber hinaus ist eine Software zur Veröffentlichung erforderlich. Die Firma Wearix hat beispielsweise ein entsprechendes System unter dem Namen „WebReporter“ entwickelt. ART+COM bieten unter der Bezeichnung IRes ein Komplettsystem und sogar einen Berichterstat-tungsservice an. Das ZDF sendet hin und wieder Live-Berichte ihres CyPorters in ZDF.online und die Valcast Streaming Group übertrug live von der ifa 2001 ein ModeratorInnen-Casting von cyberchan-nel.de ins Web mit einem Wearable-Online-Reporting-System.

Das WebReporter-System ist ein auf die online-Berichterstattung hin optimiertes Wearable-Compu-ting System. Es ermöglicht

• die multimediale Aufnahme von Daten (Einzelbilder bzw. Videostream, Audio-Stream und geschriebener Text),

• eine Durchleitung dieser Daten über ein drahtloses Netz an einen „Veröffentlichungs-server“,

• die Kommunikation mit den ZuschauerInnen per E-Mail oder Chat und

• die Informationspräsentation (z.B. des veröffentlichten oder zu veröffentlichenden Materials, des gerade zu erstellenden Textes, des Dialogs mit den Online-ZuschauerInnen).

Gegenüber herkömmlicher Berichterstattung bringt der Einsatz eines Wearable Computing Systems den Vorteil der absoluten Aktualität und der unwahrscheinlich hohen Flexibilität durch die Mobilität bei geringem – sprich tragbarem – Aufwand. Ein gewisser Qualitätsverlust z.B. hinsichtlich der Bildqualität wird gern in Kauf genommen, sowohl von der ZuschauerIn als auch von der RedakteurIn.

Der ReporterIn stehen für ihre mobile Tätigkeit alle ihr geläufigen „Werkzeuge“ vor Ort zur Verfü-gung, denn Journalismus besteht schon in weiten Teilen aus Arbeit am Computer. Das Wearable-Reportage-System ist in diesem Sinne die konsequente Fortführung des einmal eingeschlagenen Weges. Die bereits benutzten und bekannten Komponenten (Kamera, Mikrofon, Aufzeichnungsgerät, Text- und Bildverarbeitung, Schnittsystem etc.) werden mit dem Medium Computer zu einem Gesamtsystem integriert und an die Bedingungen der Mobilität angepasst, um eine spezifische Tätig-keit zu unterstützen.

Diese beiden Anwendungsbeispiele zeigen, dass Wearable Computing heute schon erfolgreich reali-sierbar ist. Die technische Intelligenz dieser beiden Systeme ist verschwindend gering, ihre Stärke liegt in der mobilen, tragbaren, berührungslosen Datenerfassung vor Ort, jederzeit und überall. Ähn-liche Aufgabenstellungen lassen sich sicher auch noch in anderen Anwendungsbereichen finden. Die Entwicklung anspruchsloser, robuster aber effektiver Lösungen dieser Art ist die unmittelbare und sofort umsetzbare Zukunft des Wearable Computing.

26 Kapitel III

Integration mobiler Messgeräte mit Wearable Computern Es gibt eine Vielzahl von mobilen Tätigkeiten, bei denen Daten gemessen oder auf andere Art und Weise erhoben werden. Die digitale Erfassung dieser Daten und ihre Analyse erforderte bisher immer eine zweiten Arbeitsgang, da eine sofortige Eingabe und Verarbeitung mit einem herkömmlichen Computersystem aufgrund der Einsatzbedingungen nicht möglich war: Es werden die meiste Zeit beide Hände für die primäre Aufgabe oder für die Benutzung eines Messgerätes gebraucht, die Mitar-beiterIn muss ständig Sicherheitshandschuhe tragen, es gibt keine Ablagemöglichkeit für ein Note-book usw.. Außerdem verhinderten auch die Umweltbedingungen den Einsatz herkömmlicher Hard-ware: zu heiß, zu dreckig, zu nass, zu gefährlich, zu hell oder zu dunkel usw. In solchen Arbeitssitua-tionen wurden aber sehr wohl schon Messgeräte, auch elektronische, eingesetzt. Ihre Messwerte wer-den allerdings abgelesen und mit Stift und Papier festgehalten, die digitale Erfassung erfolgt später in einer „rechnerfreundlicheren“ Umgebung.

Die Folgen eines solchen mehrstufigen Verfahrens sind häufig Qualitätseinbußen, weil die Datenein-gabe zu einem späteren Zeitpunkt immer eine zusätzliche Verzögerung bedeutet und eine enorme Fehlerquelle darstellt. Handschriftliche Notizen sind beispielsweise nicht immer vollständig oder ver-ständlich und eine erneute Prüfung ist mit zuviel Aufwand verbunden oder nicht mehr möglich. Bei archäologischen Ausgrabungen z.B. wird jeder Schritt genauestens dokumentiert, jeder Fund ver-zeichnet und kartographisch vermessen. Die Katalogisierung erfolgt später. Jedes vergessene oder verlorengegangene Datum bedeutet einen unwiederbringlichen Verlust. Für die Beobachtungen von Tieren gilt das gleiche. Ein in diesen Szenarien einzusetzendes mobiles, tragbares Computersystem muss seitens der verwendeten Hardware den Umgebungseinflüssen standhalten. Es sollte aber auch so weit wie möglich automatisch Kontextinformationen aufzeichnen und so wenig wie möglich explizite Eingaben von der BenutzerIn erfordern. Aber vor allem sollten die bereits eingesetzten Messgeräte in das Wearable Computing System integriert sein und nicht als zusätzliches Equipment getragen und bedient werden müssen.

Für diese Problemstellung wurden bereits einige Lösungsansätze entwickelt. Der einfachste Ansatz ist die Entwicklung eines Gurtsystems – e-Belt genannt –, das dazu dient, ein Notebook, ein WebPad oder einen PDA so am Körper zu befestigen, dass das Gerät benutzt werden kann, ohne gehalten wer-den zu müssen (siehe mittlere Abb. auf der vorherigen Seite). Die vor Ort gemessenen Daten können dann ohne den Umweg über handschriftliche Notizen sofort eingegeben werden. Doch dieser Ansatz löst das Problem nur zum Teil. Die mobil tätigen MitarbeiterInnen sind immer noch gezwungen, alle Eingaben zu tätigen, was von ihnen häufig als überflüssig und lästig empfunden wird, da diese Dokumentation in ihren Augen nur Zeit kostet und wenig mit ihrer eigentlichen Tätigkeit zu tun hat. Eine wirkliche Integration mobiler Messgeräte mit Wearable Computern wurde z.B. mit Geräten der Firma ViA für die Landvermessung und mit Geräten der Firma Xybernaut für die Detektion unterirdi-scher Rohrleitungen sowie für die mobile Gasdetektion umgesetzt.

Doch das Potenzial hier ist noch lange nicht ausgeschöpft. Die verschiedenen potenziellen Anwen-dungsbereiche für Wearable Computing müssen daraufhin untersucht werden, welche mobilen Mess-geräte in ein aufgabenspezifisches, mobiles, tragbares Computersystem nutzbringend integriert wer-den können. Des weiteren können bisher stationäre Messgeräte, die bereits in ein Computersystem integriert sind, wie sie z.B. in der Automatisierungstechnik zahlreich verwendet werden, zukünftig mobil eingesetzt werden. Welche Sensoren tragbar und mobil einsetzbar sind, ist ebenfalls noch zu untersuchen. Die Auswahl ist groß, sie wird vom intendierten Anwendungsbereich bestimmt. Schaut man z.B. die Kataloge eines Technikversands durch, so stehen dort schon eine Vielzahl kleiner, leichter Elemente zur Verfügung, die nur noch in geeigneter Weise in ein Wearable-Computing-Sys-tem integriert werden müssen.

Erste Überlegungen wurden bereits für die häusliche Pflege in der Medizin angestellt. Gerade Risiko-patientInnen bedürfen einer ständigen Kontrolle ihrer Vitalwerte, so dass für sie der sicherste Ort eine stationäre Einrichtung ist. Auf der anderen Seite unterstützt der Aufenthalt in der gewohnten alltägli-chen Umgebung den Heilungsprozess und verbessert das Befinden der PatientIn. Durch den Einsatz eines Wearable Computers, zusammen mit entsprechenden Vitalsensoren und einer intelligenten Software, die eine automatische Auswertung der Messwerte vornehmen und situationsabhängig wei-terführende Aktionen oder eine Alarmierung veranlassen kann, ist der dauernde Aufenthalt zu Hause auch für diese Personengruppe möglich. Entsprechende Analysen wurden bereits durchgeführt, die Umsetzung steht allerdings noch aus.

Anwendungen 27 Am MIT wird noch in anderer Hinsicht an der Integration von Sensoren in Wearable Computer geforscht. Die eingesetzten Sensoren messen, wie im vorherigen Beispiel, die Vitalfunktionen der BenutzerIn. Ausgewertet werden die Messwerte allerdings nicht hinsichtlich ihrer medizinischen Relevanz, Ziel ist es vielmehr, das emotionale Befinden der BenutzerIn technisch wahrzunehmen2. Die Erkennung der Affekte erfordert ein hohes Maß an Software-Intelligenz, die bisher noch nicht umgesetzt werden konnte, so dass noch kein Anwendungsbeispiel für diesen Aspekt des Wearable Computing existiert.

Mobile, tragbare Informationssysteme Neben der Datenhaltung und -verarbeitung ist die Präsentation von Informationen heute eine der zent-ralen Funktionen von Computersystemen. Für viele Anwendungsbereiche bedeutet diese einen klaren wirtschaftlichen Vorteil, z.B. wenn Betriebs- und Reparaturanleitungen oder auch alle Arten von Leistungsdaten eines zu inspizierenden Gerätes immer auf dem aktuellsten Stand überall und immer verfügbar ist. Durch die rasante Verbreitung und Ausweitung des Internets und durch die voran-schreitende Digitalisierung von Informationen steht eine unüberschaubar große Menge von Informa-tionen zur Verfügung, die ständig zunimmt. Das Problem ist heute, an die benötigte Information mit einem akzeptablen Aufwand heranzukommen, d.h. aber auch, die richtige Information aus der Fülle der angebotenen zu extrahieren. Als informatische Technologien werden zur Lösung dieser Aufga-benstellung Such- und Filtermechanismen bereitgestellt, die mit genau solch einer Intelligenz aus-gestattet sind (z.B. Information Retrieval für textuelle oder auch für multimediale Inhalte). Da die weltweit bereitgestellten Informationen nicht in einem einheitlichen Datenformat und insbesondere auch nicht mit dem gleichen Ziel bereitgestellt werden, sind außerdem noch Verfahren nötig, die eine Integration heterogener Datenquellen sowohl auf der Ebene der Datenstrukturen/Formate (Syntax) als auch auf der Ebene der Inhalte (Semantik) ermöglichen und Interoperabilität gewährleisten3.

Diese Themen sind keine spezifischen Wearable-Computing-Fragestellungen, doch ist ihre Bearbei-tung und Lösung existenziell für den Erfolg dieses neuen Paradigmas: Nimmt man die Forderung ernst, dass die BenutzerIn eines mobilen, tragbaren Computersystems so wenig Aufmerksamkeit wie möglich für das Informationssystem aufbringen soll, weil ihre primäre Aufgabe in der realen, gegen-ständlichen Welt verortet ist, dann folgt daraus, dass ihr im Idealfall zu jedem Zeitpunkt immer nur die Information angeboten wird, die sie aktuell benötigt. Um dieses eherne Ziel zu erreichen, muss das Computersystem Wissen über die aktuelle Situation besitzen und in geeigneter Weise interpretie-ren. Dieses „Wissen über die Situation“ wird als Kontext bezeichnet und die Interpretationsfähigkeit des Computersystems als Context Awareness. Die heute verfügbaren Informationssysteme verfügen noch nicht über diese Funktionalität. Eine Ausnahme stellen hier mobile, touristische Informations-systeme dar, die zumindest die geographische Position der BenutzerIn in das Informations- und Dienstleistungsangebot mit einbeziehen. In der Medizin wird zz. intensiv an der Realisierung der so genannten „digitalen Krankenakte“ geforscht und entwickelt, um alle Informationen über eine Pati-entIn an einer Stelle zusammenzufassen und sie im zweiten Schritt dann jederzeit und an jedem Ort, z.B. auch in der Notfallmedizin verfügbar zu haben.

All drei genannten Anwendungsfälle werden im folgenden etwas ausführlicher skizziert, da ihre Ent-wicklung schon recht weit fortgeschritten ist, so dass in absehbarer Zeit mit entsprechenden Produk-ten und Dienstleistungen zu rechnen ist. Entsprechende Anwendungsbeispiele sind in den anschlie-ßenden schematischen Beschreibungen wiederzufinden. Dort ist auch eine Skizze des ARVIKA-Projekts zu finden, eines Leitprojekts des BMBF, in dem zz. intensiv an der Entwicklung von kon-textabhängigen AR-Systemen für den Automobil-, Flugzeug-, Machinen- und Anlagenbau gearbeitet wird. Im Vordergrund stehen Systeme, die den TechnikerInnen kontextabhängig Informationen prä-sentieren und eine möglichst einfache Interaktion gewährleisten.

2 [Pic00], [Pic97a], [Pic97b] 3 siehe z.B. [wwwBUSTER]

28 Kapitel III

Touristische Informationssysteme Ein Anwendungsbereich, in dem der ortsbezogene Zugriff auf Informationen und Dienste zz. eine enorm wichtige wirtschaftliche Rolle spielt, ist der Tourismus. TouristInnen würden gern nicht nur zu Hause vor ihrem PC ihre Reisen planen und vorbereiten, sie würden auf die verfügbaren Informatio-nen gern auch unterwegs zugreifen und hier möglichst nur auf die für sie passenden Angebote (räum-lich, zeitlich, interessenbezogen). Auch die Tourismus-Unternehmen und die Städte wollen ihre Dienste und Sehenswürdigkeiten mobil anbieten. Erste mobile Lösungen werden im WAP-Bereich bereits kommerziell angeboten und werden für PDAs gerade entwickelt. Der Schwerpunkt der Reali-sierungen liegt auf der Bereitstellung ortsbezogener Informationen, die in Abhängigkeit von der konkreten geographischen Position der BenutzerIn ausgewählt werden. Doch auch für Wearable Computer wurden bereits touristische Systeme erdacht und prototypisch umgesetzt, allerdings in erster Linie unter dem Begriff „mobile Augmented-Reality-Systeme“. Anders als bei den oben genannten kommerziell orientierten Ansätzen, die einen Ortsbezug allein durch die geographische Position herstellen, wird bei den mobilen AR-System auch die Blickrichtung der BenutzerIn als Kontext in die Auswahl und die Präsentation der Informationen mit einbezogen: Der BenutzerIn werden in eine halbdurchsichtige Datenbrille punktgenau virtuelle Informationen zu den Objekten in der sichtbaren Umgebung eingeblendet, so dass die reale Sicht mit virtuellen Informationen überla-gert wird. Zumeist handelt es sich bei den virtuell angebotenen Informationen über dreidimensionale graphische Darstellungen, z.B. von historischen Gebäuden, die nicht mehr real existieren aber an der fokussierten Position gestanden haben. Da diese touristischen Informationssysteme meistens mit einem BenutzerInnen-Führung kombiniert sind, wird erst im nächsten Abschnitt weiter auf sie einge-gangen.

Der Konsumentenmarkt, der hier eng mit dem kulturellen Bereich verbunden ist, ist aber nur ein Anwendungsbereich in dem mobile Informationssysteme gewinnbringend gesetzt werden können. Andere Einsatzgebiete, die noch ein großes Entwicklungspotenzial enthalten, sind Produktion, Kon-struktion und Instandhaltung sowie die Medizin.

Mobile, digitale Krankenakte In der Medizin wird intensiv an der „digitalen Krankenakte“ gearbeitet, die nicht nur stationär, sondern insbesondere auch mobil z.B. in der Notfallmedizin aber auch in der Krankenpflege benötigt wird. Die mobile digitale Krankenakte ist ein „klassisches“ Informationssystem ohne Ortsbezug. Bisher wird an der Bereitstellung der Informationen gearbeitet, eine kontextabhängige Filterung von Informationen wurde noch nicht in Betracht gezogen. Allerdings ist bei der mobilen Krankenakte neben dem Zugriff auf die Daten die Datenerfassung weiterer Patientendaten und die konsistente Datenhaltung erforderlich. Darüber hinaus ist eine weitgehend elektronische Dokumentation der Einsatzverläufe oder der Behandlungs- und Pflegepläne erwünscht, aber noch nicht realisiert. Der zz. kritische Punkt beim Einsatz von Wearable-Computing-Lösungen in der Medizin sind die drahtlosen Netze, die einerseits noch nicht flächendeckend zur Verfügung stehen und die andererseits auch noch nicht die Zuverlässigkeit und Stabilität leisten, die für den Austausch lebenswichtiger Daten erforder-lich sind. Hier stehen noch Lösungen aus.

Digitale Manuals In industriellen Anwendungsbereichen wie Produktion und Wartung ist der Einsatz mobile, tragbarer Informationssysteme nicht so risikobehaftet, dafür ist in diesem Bereich verstärkt mit sehr widrigen Umgebungsbedingungen zu rechnen. Die bisher umgesetzten Lösungen sind ebenfalls unter die Bezeichnung „mobile AR-Systeme“ zu fassen: Bei und für Boeing wurde z.B. ein Informationssystem entwickelt, das der BenutzerIn beim Herstellen von Kabelbäumen für Flugzeuge assistiert, indem abhängig von der Position der BenuterzIn am Kabelbaum bzw. am entsprechenden Arbeitsplatz die zu knüpfenden Verbindungen visualisiert werden. Darüber hinaus stellt das AR-System umfangreiche digitale Manuals bereit, aus denen die BenutzerIn sich die für sie relevanten heraussuchen kann. Der Einsatz eines Prototyps dieses Systems sollte gegenüber der herkömmlichen Vorgehensweise bereits eine zeitliche Verbesserung bringen. Dieses ehrgeizige Ziel wurde jedoch nicht erreicht, allerdings konnte die Aufgabe mit dem mobilen AR-System genauso schnell wie vorher durchgeführt werden.

Anwendungen 29 Die EntwicklerInnen machten die eingesetzte, noch nicht ausgereifte Hardware für diese Schlappe verantwortlich. Wie das heute ausfallen würde, wäre interessant, denn das Projekt bei Boeing wurde Anfang der 90er Jahre durchgeführt. Dass Boeing weiter auf Wearable Computing baut, lässt sich evtl. daran festmachen, dass sie zz. zusammen mit ForscherInnen des MIT an der Integration von Wearable-Computing-Funktionalität in Raumanzüge für die ISS-Station arbeiten.

Auch Siemens hat begonnen, ein Wearable-Computing-System namens „Simon“ zur Unterstützung von Wartungs- und Reparaturarbeiten zu entwickeln, das online-Handbücher bereitstellt sowie multimediale Kommunikation mit anderen ExpertInnen ermöglicht. Gerade diese umfassende Kom-munikation, die mit den leistungsfähigen Wearable Computern neben der Benutzung eines Informa-tionssystems vor Ort zusätzlich noch möglich ist, wird in einigen Anwendungsbeispielen besonders hervorgehoben. Im NETMAN-Projekt der Universität Oregon z.B. wurden TechnikerInnen bei der Wartung der Netz-Infrastruktur ihres Campus sowohl durch ein Informationssystem zu dieser Domä-ne als auch durch diverse Möglichkeiten der Kooperation mit KollegInnen an anderen Orten unter-stützt.

Der allgegenwärtige Zugriff auf beliebige Informationsquellen und -systeme sowie eine multimediale Kommunikation ist durch den Einsatz von Wearable Computern und drahtlosen Netzen auch für mobile Tätigkeiten verfügbar geworden. Doch Wearable Computing ist mehr als das. Die Informatio-nen, die während einer mobilen Tätigkeit benötigt werden, werden vom Anwendungsbereich bestimmt. Gleiches gilt für den zu berücksichtigenden Kontext, so dass sich erst nach der Analyse einer jeden konkreten Aufgabenstellung sagen lässt, welche Lösung in diesem Fall die angemessene ist. Bei einer Inspektion sind z.B. die Komponenten, in deren räumlicher Nähe sich die InspekteurIn gerade befindet, der relevante Kontext, im Tourismus kann es die aktuelle geographische Position der BenutzerIn sein, in der Medizin die Vitalwerte der PatientIn. Eine Voraussetzung für den Erfolg von Wearable Computing wird sein, diese Kontexte weitgehend automatisch zu ermitteln, also möglichste ohne dass die BenutzerIn explizite Eingaben tätigen muss. Benutzermodellierung, Aufgaben- und Prozessmodellierung, räumliches Schließen, automatisches Lernen, Context-Awareness usw. sind Forschungs- und Entwicklungsthemen, die Lösungen für diese Problematik liefern werden. Beim Ein-satz eines am Körper getragenen Computers ist die Erfassung des Kontextes allerdings leichter zu bewältigen als bei einem stationären System, da allein schon der Ort und die Umgebung bedeutungs-volle Hinweise geben können. Erforderlich ist die Integration einer entsprechenden Sensorik und auch die Verbindung mehrerer Sensoren zu einem System (sensor fusion), das wiederum eine intelligente Interpretation erfordert. Viele der unten dokumentierten Anwendungsbeispiele befassen sich mit die-sen Themen und bieten erste Lösungsansätze an, die wertvolle Hinweise für die Entwicklung kon-kreter Anwendungssysteme bieten. Kommerziell verfügbar ist bisher noch kein einziges derartiges System, so dass hier das größte Entwicklungspotenzial des Wearable Computing liegen wird.

So gut wie alle mobilen, tragbaren Informationssysteme, die bisher konzeptioniert oder prototypisch realisiert wurden, sind mit einer zusätzlicher Funktionalität ausgestattet, die über den reinen Zugriff und die Präsentation von Informationen hinaus geht. Sie verfügen z.B. über die Möglichkeit der Dateneingabe, über diverse Kommunikationsmöglichkeiten oder haben eine integrierte BenutzerIn-nen-Führung bzw. Instruktionskomponente. Diese komplexeren Lösungsansätze werden im folgenden näher erläutert.

Kontextgetriebene BenutzerInnenführung und automatische Dokumentation Bei der Benutzung eines mobilen, tragbaren Informationssystems für eine produktive Arbeit bietet es sich an, das verfügbare Wissen nicht nur passiv bereitzustellen, sondern es auch aktiv zu nutzen. Eine Möglichkeit in diese Richtung ist die Ergänzung der Informationen um eine Lehr- bzw. Tutoring-Komponente, eine andere die Implementierung eines Vorgehensmodells zur Anleitung oder Führung von BenutzerInnen. Bei der Führung der BenutzerIn z.B. durch eine Inspektionsanleitung kann die Benutzung eines Computersystems dazu genutzt werden, die Befundung sofort vor Ort in das Infor-mationssystem einzupflegen. Die Erweiterung des Informationssystems um einen Lokalisierungs-sensor macht es zu einem tragbaren, virtuellen Reiseführer, der der BenutzerIn von sich aus (proaktiv)

30 Kapitel III

Informationen zur näheren Umgebung anbietet. Entsprechende Anwendungsbeispiele werden im folgenden näher erläutert.

Training und Anleitung Eines der ersten AR-Systeme, das tatsächlich – allerdings immer noch räumlich sehr beschränkt – mobil und tragbar eingesetzt wurde, war ein wissensbasiertes System zur Anleitung beim Zusammen-bau architektonischer Konstruktionen. Es wurde an der Columbia University entwickelt, an der vorher bereits ein AR-Informationssystem zu in Wänden verborgenen Konstruktionen und Ver- bzw. Entsor-gungsleitungen prototypisch umgesetzt worden war. Dieses System war noch nicht mobil und tragbar, demonstrierte aber bereits die Vorteile, die die visuelle Überlagerung einer realen Sicht mit visuellen dreidimensionalen Informationen eines entsprechenden virtuellen Gebäudemodells bringen kann. Das Anleitungssystem diente angehenden KonstrukteurInnen dazu, im Gegenständlichen das Zusammen-bauen komplexer Strukturelemente zu üben, die sie zuvor bereits virtuell konstruiert hatten, u.a. um ein Gespür für das Material und seine Widerständigkeit zu erhalten.

Für einfache Instandhaltungsaufgaben wurde ebenfalls an der Columbia University eine wissens-basiertes AR-Instruktionssystem zur Wartung von Druckern entwickelt, das es Laien erlauben sollte, anhand der vorgegebenen Schritte und den kontextabhängigen Instruktionen des Computersystems z.B. die Tonerkartusche zu wechseln. Die Instruktionen wurden erteilt, indem das reale Gerät im Blickfeld der BenutzerIn um visuellen, z.T. dreidimensional visualisierte Einblendungen punktgenau bzgl. des zu wartenden Geräts ergänzt wurde.

Gerade im Bereich der Bedienungsanleitungen und Reparaturanweisungen liegt ein Potenzial des Wearable Computing, z.B. bei allen Geräten im Haushalt. Allerdings ist Voraussetzung, dass entspre-chende Wearable Computer zu einem für jeden Haushalt erschwinglichen Preis verfügbar sind. Eine weitere Voraussetzung wäre, dass die Hersteller von Geräten eine entsprechend aufbereitete elektro-nische Anleitung produzieren. Betrachtet man die Mehrheit der vorliegenden gedruckten Bedienungs-anleitung technischer Geräte, so ist hier nicht viel zu erwarten. Ist die Zielgruppe für derartige Wearable-Computing-Lösungen allerdings die WartungstechnikerInnen oder entsprechend ausge-bildete Handwerker, dann können entsprechende Anleitungs- und Trainingsprogramme einen großen Markt haben.

Inspektion Ein wesentlicher Arbeitsabschnitt bei der Instandhaltung ist die Inspektion, d.h. die Ermittlung des aktuellen Zustands eines Objekts, eines Geräts oder einer Anlage. Im Prinzip werden bei dieser Auf-gabe nur Daten erhoben und erst auf der Grundlage dieser Daten werden weitere Maßnahmen einge-leitet, z.B. Ersatzteile bestellt oder Arbeiten durchgeführt. Mobile, tragbare Computersysteme für diese Aufgabe einzusetzen, die in ganz verschiedenen Anwendungsbereichen anfällt, ist deshalb naheliegend. Aus diesem Grund ist die Unterstützung von Instandhaltungsaufgaben einer der meist-untersuchtesten Einsatzbereiche für Wearable-Computing-Lösungen. Kommerziell breit einsetzbare Systeme sind dennoch noch nicht auf dem Markt. Hier zeigt sich deutlich, dass Wearable-Computing-Lösungen sehr stark anwendungsspezifisch sind und noch keine „Plattform“ und auch keine Module zur Verfügung stehen, die einfach auf andere Anwendungsbeispiele übertragen werden können. Ein Hindernis ist z.B., dass ein Modell aller zu inspizierenden Objekte sowie ein Modell des jeweiligen Inspektionsprozesses implementiert sein muss, um ein solches System produktiv einzusetzen. Und daran mangelt es in dem meisten Fällen, denn die Digitalisierung eines Teilekatalogs reicht für diesen Zweck nicht aus. Das Problem könnte durch ein System gelöst werden, das mit generischen Modellen arbeitet und während der ersten Einsätze anhand der „Beobachtung“ der InspekteurIn die konkreten Modelle erlernt. Für die Realisierung einer derartigen Lösung sind allerdings noch einige Forschungsarbeiten zum maschinellen Lernen usw. erforderlich.

Ein anschauliches Beispiel für eine Wearable-Computing-Lösung für Inspektionsaufgaben sind die Prototypen des Carnegie Mellon University (CMU), z.B. der VuMan3. Bei diesem System handelt es sich um eine Hardware, die speziell für die Abarbeitung von Checklisten bei der Inspektion entwi-ckelt wurde. Darüber hinaus wurde auch die Software an die Aufgabe angepasst, so dass ein neues

Anwendungen 31 Mensch-Computer-Interaktionsparadigma – die Wählscheibe – entwickelt wurde. Dieses System wurde sowohl für die Fahrzeug- als auch für Flugzeugwartungen getestet. Die BenutzerInnen waren bei der Evaluation sehr zufrieden. Diese Zufriedenheit wird u.a. darauf zurückgeführt, dass die BenutzerInnen bereits in der Design-Phase an der Entwicklung „ihres“ Systems beteiligt waren und sich ein Widerstand, wie er häufig gegenüber der Einführung neuer Computersysteme beobachtet werden kann, nicht einstellt.

Digitale Lotsen und Führer Orientierungshilfe und Navigationsunterstützung sind zentrale Anwendungsfälle, die in vielen Anwendungsbereichen zu finden sind und deren informationstechnische Umsetzung sehr willkommen ist. Für einige Einsatzgebiete gibt es bereits Lösungen, auch und gerade im mobilen Bereich. Zu nen-nen sind hier die Fahrzeugnavigationssysteme, die mittlerweile bei einigen Automarken zum Standard gehören. Darüber hinaus gibt es WAP-Lösungen in der Domäne des so genannten „mobilen Inter-nets“, die standortabhängig Informationen zur näheren Umgebung anbieten, und es gibt geräteunab-hängige Softwarelösungen, die unter der Bezeichnung „location-based services“4 über das Internet ortsgebundene Dienste wie Positionsbestimmung und Objektverfolgung bereitstellen. Im DFG-Son-derforschungsbereich 378 „Ressourcenadaptive Kognitive Prozesse“, angesiedelt an der Universität des Saarlands, wird z.B. an einer Orientierungs- und Navigationsunterstützung von FußgängerInnen gearbeitet, die eine Outdoor- mit einer Indoor-Navigation verbindet und darüber hinaus eine indivi-duelle Anpassung an die BenutzerIn vornimmt.

Außer bei den Fahrzeugnavigationssystemen, die ins Fahrzeug integriert sind, werden für alle anderen geeignete Ausgabegeräte benötigt. Neben Handys, PDAs, WebPads und den noch ausstehenden UMTS-Endgeräten, die vorwiegend in der Hand gehalten werden, gibt es im Bereich des Wearable Computing uhrenähnliche Devices und eben Wearable Computer, die aufgrund ihrer ständigen Prä-senz im Wahrnehmungsfeld der BenutzerIn über die Orientierungshilfe hinaus proaktiv weitere Unterstützung und Führung anbieten können. Diese Möglichkeit der kontextabhängigen BenutzerIn-nen-Führung wurde als Potenzial bereits frühzeitig für den Anwendungsbereich Tourismus und Kultur entdeckt: Virtuelle Reiseführer, Campus-Informationssysteme, Geographische Informations-systeme, Museumsführer sind entsprechende Anwendungsfälle, die bereits untersucht worden sind und für die erste Lösungen entwickelt wurden. Doch auch hier gilt, dass es sich bei allen bisher ent-wickelten Systemen in erster Linie um Prototypen handelt, deren kommerzielle Realisierung noch aussteht. Alle Anwendungsbeispiele, die später unter der Überschrift „Tourismus und Kultur“ vorge-stellt werden, enthalten diesen Aspekt der BenutzerInnen-Führung, wobei die Führung nicht nur eine geographische Navigation beinhaltet, sondern in erster Linie eine inhaltliche. Die „Touring-Machine“, das Campus-Informationssystem der Comlumbia University, beispielsweise bietet histori-sche Informationen zu 68er-Studentenrevolution auf dem Uni-Gelände oder zum Tunnelsystem unter den Gebäuden oder auch zu in den Gebäuden befindlichen Institutionen an. Der BenutzerIn des mobilen, tragbaren Computersystems wird im ersten Schritt mittels kleiner, visuell dargebotener, schlichter Ikonen angezeigt, dass zu den in ihrer näheren Umgebung sichtbaren Gebäuden zusätzliche Informationen verfügbar sind. Die Ikonen sind mit den realen Objekten verbunden, so dass nur die Ikonen eingeblendet werden, deren Orte im Sichtbereich der BenutzerIn liegen. Sie entscheidet dann, ob und zu welchem Ort sie weiter Informationen haben will. Diese zusätzlichen Informationen wie-derum werden auf einem zusätzlichen Handheld-Display multimedial präsentiert. Von diesem System gibt es Weiterentwicklung, doch handelt es sich bei allen Verbesserungen immer nur um Forschungs-prototypen. Es gibt ähnliche Systeme, aber auch das sind keine kommerziell einsetzbaren Wearable-Computing-Lösungen, sondern eher Forschungsprogramme: „Deep Map“, ein mobiler, tragbarer Tou-ristenführer des European Media Labs, und der virtuelle Reiseführer des Fraunhofer Instituts für Grafische Datenverarbeitung (IGD) bieten jeweils einen „geführten historischen Rundgang“ durch Heidelberg, bei dem die tatsächlichen Gebäude mit ihren historischen Vorfahren visuell überlagert und ortsabhängig zusätzliche historische Informationen oder auch was-wäre-wenn-Simulationen angeboten werden.

Gerade bei den mobilen, tragbaren Computersystemen, die der BenutzerIn als Führer dienen, ist ein großes Maß an „Eigeninitiative“ des Systems erforderlich - in der Fachsprache wird diese Eigenschaft

4 siehe z.B. [wwwLBS]

32 Kapitel III

als „proaktiv“ bezeichnet. Ein Umsetzung dieser Forderung nach Proaktivität erfordert, dass das Computersystem in der Lage ist, die Intention der BenutzerIn zu ermitteln. Aufgrund welcher Kontextparameter und mit welchen Methoden derartige Interpretationen gemacht werden können, ohne sie explizit von der BenutzerIn zu erfragen, ist eine noch offene Forschungsfrage, deren Lösung den Erfolg von Wearable Computing maßgeblich mit beeinflussen wird. Diese Frage lässt sich aller-dings nicht generell beantworten, sondern nur im Zusammenhang mit einer konkret zu unterstützen-den Tätigkeit bzw. Aufgabe. Im Tourismus könnte ein proaktives Wearable-Computing-System z.B. auf der Grundlage der Vorlieben der BenutzerIn, ihrer aktuellen Position und der Tageszeit von sich aus Vorschläge unterbreiten, wo bei einer Wanderung mittags gegessen werden kann. In einem Inspektionsszenario könnte das Computersystem die InspekteurIn z.B. auf eine bei der letzten Inspektion aufgefallene Komponente in ihrer unmittelbaren Reichweite hinweisen.

(Semi-)automatische Dokumentation Ein weiteres noch nicht ausgeschöpftes Potenzial des Wearable Computing stellen mobile Dokumen-tationssysteme dar, die während der mobilen Tätigkeit eingesetzt werden, um die Arbeit der Benutze-rIn weitgehend automatisch zu protokollieren, aktuelle Messwerte zu speichern usw. Diese Informati-onen sind sofort vor Ort und ebenfalls möglichst ohne größeren Arbeitsaufwand der BenutzerIn so aufzubereiten, dass die Dokumentation in eine bestehende Wissensbasis oder ein Informationssystem integriert wird und zu einem späteren Zeitpunkt wieder verfügbar ist. Mobile Dokumentationssysteme dieser Art werden in den verschiedensten Anwendungsbereichen gebraucht, insbesondere in der Instandhaltung, also bei Inspektion, Wartung und Instandsetzung und auch in der Notfallmedizin oder bei der häuslichen Pflege. Erste Ansätze in diese Richtung wurden bereits für verschiedene Inspektionsszenarien und auf unterschiedliche Art umgesetzt. Hier bestehen noch viele Ausbaumög-lichkeiten nicht nur hinsichtlich des professionellen Einsatzes in der Instandhaltung, in der Produktion oder in der Medizin, sondern insbesondere auch im persönlichen Bereich jedes Menschen: Wer wünscht sich nicht manchmal, besonders schöne Situationen oder Bilder festhalten zu können, um sich später an sie so genau wie möglich zu erinnern. Diese persönliche Gedächtnisassistenz wäre mit einer automatischen Dokumentation z.B. per Videokamera zu leisten, allerdings müssen die aufge-zeichneten Daten so abgelegt werden, dass sie zu einem späteren Zeitpunkt auch wiederauffindbar sind bzw. von einem entsprechenden Programm dann wieder in den Wahrnehmungsbereich der BenutzerIn gebracht werden, z.B. wenn eine ähnliche Situation auftritt. Dieses Szenario erfordert wesentlich mehr als nur eine automatische Dokumentation des Geschens, da der Kontext sehr diffizil und personenbezogen ist. Ein solches System ist eher als „persönliches, mobiles Assistenzsystem“ zu bezeichnen, das im nächsten Abschnitt näher erläutert wird.

Ein passenderes Anwendungsbeispiel ist ein System zur Unterstützung bei der Qualitätssicherung im (verteilten) Schiffbau, das u.a. aus einem Wearable Computer der Firma ViA besteht, das um eine Digitalkamera ergänzt wurde. Während des Baus eines Schiffes werden die Bestandteile an verschie-denen Orten gefertigt und später zusammengefügt. Dieser Vorgang wird genauestens überwacht. Dafür benötigt der Inspekteur, der vor Ort für die Qualitätssicherung verantwortlich ist, den Zugriff auf alle Manuals und Zeichnungen. Um entstehende Fehler frühzeitig zu beheben, wird der Zusam-menbau begutachtet und dokumentiert, u.a. mit Fotos, und umgehend an ExpertInnen im Backoffice weitergeleitet. Ein anderes Anwendungsbeispiel für eine weitgehend automatische Dokumentation ist das Winspect-Projekt: Für die Inspektion von Industriekranen wurde ein Wearable-Computing-Sys-tem konzeptioniert und in Teilen prototypisch realisiert, das die BenutzerIn bei der Durchführung ihrer Arbeit unterstützt, indem es digital den kompletten Inspektionszyklus abbildet, aber der Ausfüh-renden nicht vorgibt, in welcher Reihenfolge sie ihre Arbeit durchzuführen hat. Bei der Benutzung dieses Systems wird jede Befundung automatisch aufgezeichnet und steht im firmeneigenen Informa-tionssystem umgehend zur Verfügung.

Mobile Assistenzsysteme PC (Personal Computer) und PDA (Personal Digital Assistent) tragen in ihrer Bezeichnung schon den Ausdruck eines seit vielen Jahren gehegten Wunsches an die Computertechnologie in sich: Der Com-puter soll ein persönlicher Gegenstand, ein persönliches Werkzeug oder möglichst ein ganz persönli-

Anwendungen 33 ches intelligentes System sein, das gänzlich seiner BenutzerIn angepasst ist bzw. sich selbst anpassen kann. Der miniaturisierte Computer, den die BenutzerInnen am Körper trägt und der mit Sensoren zur Wahrnehmung der Umgebung bestückt ist oder der evtl. sogar die Befindlichkeit der TrägerIn wahr-nehmen kann, ist zz. der Kandidat am Horizont der Erfüllung dieses Wunsches. Die neue körperliche Nähe zwischen Mensch und Computer, die mit Wearable Computing erreicht wird, und Fortschritte in der KI-Forschung bieten eine vielversprechende Voraussetzung zur Annäherung an die Erfüllung die-ses Wunsches. Deshalb ist die persönliche Assistenz das zentrale Leitbild des Wearable Computing. Allerdings gibt es je nach Anwendungsbereich sehr unterschiedliche Vorstellungen davon, was per-sönliche Assistenz konkret bedeuten kann. Als Metaphern verwendet werden z. B. der Butler5 oder Vertraute, die SekretärIn, der „ständige Begleiter“ und manchmal auch die Mensch-Computer-Symbiose des Cyborgs6.

Die Bezeichnung „persönlicher Assistent“ hat im Deutschen einen relativ hohen Stellenwert. Als Konotationen sind u.a. folgende Eigenschaften üblich

• emphatisch und loyal gegenüber der zu assistierenden Person

• kompetent bzgl. der Aufgabe

• bzgl. der zu unterstützenden Handlung proaktiv (d.h. mitdenken und selbstständig voraus-schauend handeln)

• bzgl. der Vorbereitung der Unterstützung selbstständig handelnd

Den genannten Metaphern und Konotationen ist gemeinsam, dass sie auf das Persönliche, also die Unterstützung einer bestimmten Person abzielen. Es gibt aber noch ein andere Lesart von „Assistent“, z.B. der „Assistent der Geschäftsführung“. Dieser Assistent hat seine eigenen Kompetenzbereiche und seine eigenen Werkzeuge. Er assistiert nicht unbedingt einer einzelnen Person, sondern eigentlich einer Funktion – in diesem Falle der Geschäftsführung. Im Vordergrund steht hier das Assistieren bei einer Aufgabe, welche Person diese Aufgabe zu erfüllen hat, ist zweitrangig. Beide Lesarten kommen als Metaphern für Wearable Computing in Frage. Welches Leitbild für welche Aufgabe und für welchen Anwendungsbereich angemessen ist, muss noch untersucht werden.

Die oben skizzierten bisherigen Lösungen und Umsetzungen sind Ergebnis der Auswertung einer Vielzahl von dokumentierten Projekten, Prototypen und Forschungsansätzen. Knapp 90 dokumen-tierte Fallstudien dieser Art stehen online, in Zeitungen oder Zeitschriften, und in wissenschaftlichen Publikationen zur Verfügung. Für die vorliegende Studie wurden diese Beispiele zusammengetragen und analysiert. Ca. die Hälfte aller bekannten Anwendungsbeispiele, für die Wearable Computing eine Lösung oder zumindest einen Idee für eine Lösung liefert, wurden in einer schematischen Beschreibung erfasst und werden im folgenden dargestellt. Diese breite Datenbasis bietet eine Fülle von Anregungen für die Entwicklung marktfähiger Produkte. Sie kann sowohl EntwicklerInnen als auch AnwenderInnen als Quelle und Inspiration für die Entwicklung eigener Ideen zu Wearable-Computing-Lösungen und zu Aufgabenstellungen für Wearable Computing dienen.

5 [Sta97] 6 [Sta01]

34 Kapitel III

Einsatz von Wearable Computing Systemen – dokumentierte Case Studies Es gibt bereits eine Vielzahl dokumentierter Ansätze zur Umsetzung des Wearable Computing Para-digmas in den verschiedenen Branchen und Anwendungsbereichen. Im folgenden wird eine willkür-liche Auswahl dieser Lösungen schematisch beschrieben. Untergliedert sind diese Case Studies nach den Anwendungsbereichen, denen sie zuzuordnen sind. Es gibt weitere dokumentierte Case Studies und es kommen ständig neue hinzu, deshalb wird hier kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben. Die Hersteller von Wearable Computern und von anderen Hardwarekomponenten, aber auch Soft-warehersteller veröffentlichen ihre Ideen, Umsetzungen und Erfolgsberichte im WWW. Darüber hinaus gibt es einen regen wissenschaftlichen Diskurs insbesondere auch über geeignete Anwen-dungsbereiche, der auf internationalen Konferenzen wie der ISWC (International Symposium on Wearable Computing, jährlich seit 1997) geführt wird. Die Dokumentationen dieser Konferenzen sind Quellen, die für die folgenden Beschreibungen herangezogen wurden.

In einem einheitlichen Darstellungsschema werden die Aufgaben und die Anforderungen beschrie-ben, die aus der konkreten Anwendung heraus an eine informationstechnische Lösung gestellt wer-den, und die Lösung, die für dieses spezielle Problem entwickelt wurde bzw. wird. Bei der Beschrei-bung der Lösung wird die Hardware genannt, die verwendete Peripherie und die eingesetzte oder entwickelte Software. Die Charakteristika dieser Lösung werden kurz skizziert und es werden die Anwendungsfälle genannt, die über das speziell gelöste Problem hinaus auf übergreifende Problem-stellungen für die Informations- und Kommunikationstechnologie verweisen. Die Lösungen sind, genauso wie die Aufgaben, in mehreren Dimensionen unterschiedlich. Sie reichen von der Portierung bekannter Software auf einen kommerziell verfügbaren Wearable Computer bis hin zum Design völ-lig neuer Hardware und Software und insbesondere bis zur Entwicklung ganz neuer Paradigmen zur Gestaltung der Schnittstelle zwischen Mensch und Computer. Die verfügbaren Quellen enthalten zwar nicht immer zu allen Kategorien des Schemas Informationen, dennoch können die Anwen-dungsbeispiele relativ ausführlich beschrieben werden. Recherchiert wurden knapp 90 Case Studies und Use Cases; es gibt weitere, die allerdings nicht dokumentiert vorliegen. Mehr als 1/3 aller Bei-spiele sind im industriellen Kontext angesiedelt, die Mehrheit der übrigen in professionellen Anwen-dungsbereichen jenseits der Schreibtischarbeit; ca. 15% sind Beispiele „persönlicher Anwendungen“ für den Consumer-Markt. Eine repräsentative Auswahl von annähernd 50 Anwendungsbeispielen werden in der vorliegenden Studie schematisch beschrieben. Sie repräsentieren einen Ausschnitt aus der breiten Palette von Aufgaben, Ideen und Umsetzungen und sind geeignet, durch ihre Vielfalt den Blick zu öffnen für das Potenzial, das Wearable Computing in sich birgt, denn bei der Mehrzahl der dokumentierten Lösungen handelt es sich um Prototypen, Forschungsansätze oder Feldstudien. Auf Erfahrungen mit einem langfristigen kommerziellen Einsatz kann nur in einem Fall verwiesen wer-den, so dass u.a. noch Feldstudien und insbesondere kommerzielle Produkte ausstehen.

Logistik Transport und Logistik ist ein Bereich, in dem heute und auch in Zukunft physisch Güter wirklich bewegt werden. Dieser Bereich zeichnet sich aber auch durch eine frühe Durchdringung mit Compu-tertechnologie aus. Man denke zum Beispiel an die Automatisierung in Hochlagern oder in Contai-nerterminals, an Warenwirtschaftssysteme, an Scannerkasse sowie an Fahrzeugverfolgungssysteme und Prozessesteuerungen. Denn neben den Dingen, die transportiert werden, gibt es immer auch Dokumente, die sie physisch und/oder virtuell begleiten, und die Prozesse, die koordiniert werden müssen.

Daten und Datenströme sind für die Logistik überaus wichtig. Für die LagerarbeiterIn, die Kommissi-oniererIn oder für den Paketboten bedeutet die Erfassung oder Verarbeitung von Daten jedoch eine zusätzliche Arbeit, die völlig anders geartet ist als ihre primäre Aufgabe – das Bewegen von Gütern von einem Ort zu einem anderen – und die einen Zeitaufwand erfordert, der zu Lasten der produkti-ven Arbeitszeit geht.

Die Firma Symbol Technologies, eines der führenden Unternehmen im Bereich Scannerkassen und mobilen Computer- und Kommunikationssystemen, hat frühzeitig die Vorteile einer mobilen Unter-stützung mobiler Tätigkeiten erkannt und verschiedene Systeme zur mobilen Datenerfassung entwi-ckelt. Die Evaluation dieser Handheld-Lösungen und die Erfahrungen im kommerziellen Einsatz bei verschiedenen Arbeitsaufgaben wies auf Handhabungs- und daraus resultierende Akzeptanzprobleme in bestimmten Segmenten hin: Die MitarbeiterInnen konnten mit den mobilen Handscannern zwar den Barcode der Waren schneller einlesen als bei der Datenerfassung mit Papier und Stift, mussten das Gerät aber jedes Mal aus der Hand legen, wenn sie die Güter bewegten. Diesem Nachteil wurde durch die Entwicklung eines ergonomisch gestalteten Wearable Computers Abhilfe geschaffen. Das resultierende „Wearable Scanning System“ ist bisher das erfolgreichste kommerziell eingesetzte Wearable Computing System. Es wurde u.a. von der Firma UPS in ihr prozessumfassendes Paketver-folgungssystem integriert. Das Gerät ist auf die spezielle Aufgabe – das Einlesen von Barcodes – und auf den Anwendungszusammenhang – das manuelle Bewegen von Gütern – hin optimiert. Darüber hinaus ist je nach Verwendungszweck weitere Kommunikation möglich, z.B. eine dynamische oder kontextbezogene Auftragserteilung an die TrägerIn.

Die Wearable Scanning Systeme der Firma Symbol Technologies werden von verschiedenen Anwen-derInnen u.a. in der Paketverteilung, in der Kommissionierung, in der Lagerbewirtschaftung usw. eingesetzt. Eine ähnliche Lösung wurde von anderen Hard- und Softwareherstellern durch die Portie-rung einer vorhandenen Software auf einen universell einsetzbaren, kommerziell verfügbaren Wear-able Computer für die Inventarüberwachung bei umfangreichen Wartungsarbeiten in Kernkraftwer-ken gefunden. Mit dieser kurzfristig umzusetzenden Strategie wurde beispielsweise auch die Schalterabfertigung in einem Flughafen auf ein mobiles Gerät transformiert.

Wearable Data Collection System

Anwendungsbereich Transport und Logistik /Paketverteilung

Aufgabe Für die Benutzung durch das Paketverladepersonal von UPS wurde ein System benötigt, das Barcodes einliest und dekodiert und die Informationen in Echtzeit über ein drahtloses Netzwerk (WLAN) an einen Hostrechner übermittelt. Das Gerät soll aus einem Barcode-Scanner und einem Computer-terminal bestehen, die die BenutzerIn beide am Körper trägt. Es soll ihr jedoch erlauben, sich frei zu bewegen und beide Hände zum Hantieren mit großen und kleinen Paketen frei zu haben.

35

36 Kapitel III: Anwendungen Anforderungen Das Gerät sollte hinsichtlich der Form, der Tauglichkeit und der Funktion alle

Aspekte eines tragbaren Systems aufweisen und eine Verbesserung gegenüber dem vorhandenen Produkt ASP 3395 darstellen, insbesondere bzgl.:

- Ergonomie, Hygiene und Sicherheit der BenutzerIn

- Miniaturisierung des Wrist-Worn-Computers und des Barcode-Scanners und Minimalisierung der Verkabelung

- Energieversorgung

- Robustheit

Anwender United Parcel Service (UPS)

Lösung

Status Kommerzieller Einsatz

Produkt Symbol Wearable Scanning System WSS 1000

Hardware speziell für die Aufgabe und in enger Zusammenarbeit mit den BenutzerInnen entwickelte Form der Geräte und –komponenten, die staubgeschützt, stoßgedämpft und wasserfest sind. Das System besteht aus einer mobilen Einheit (Symbol WWC 1000™ Wrist Computer), die per Kabel mit dem Laserscanner (RS-1™ „Ring“ Scanner) verbunden ist, und aus einer Dockingstation. Die Dockingstation besitzt eine serielle Schnittstelle (z.B. zum Laden von Programmen) und eine Schnellladeeinheit für die Batterien.

Erweiterung um das Symbol Spectrum 24™ 2.4 GHz Spread Spectrum IEEE 802.11 WLAN

Peripherie Anschluss anderer proprietärer Laser-basierter Barcode-Scanner möglich

Software Standard-Betriebssystem DOS

proprietäre Scanner-Software

beliebig programmierbar

Charakteristika Kleiner, bzgl. der Umweltbedingungen robuster, ergonomisch gestalteter, tragbarer und programmierbarer Computer mit per Kabel angeschlossenem Barcode-Scanner, der in der Bewegung benutzt wird und es ermöglicht, dass die BenutzerIn die Hände die meiste Zeit frei hat für ihre Aufgaben in der gegenständlichen Welt. Das System wird an Unterarm und Zeigefinger getragen. Die Interaktion erfolgt mittels einer integrierten Tastatur und über ein integriertes Display am Arm. Zum Datenaustausch kann eine integrierte drahtlose Netzwerkverbindung in einem LAN verwendet werden.

Vorteile Verbesserung von Effizienz und Produktivität durch Mobilität sowie Freilassen der Hände für die primäre Aufgabe

Anwendungsfälle Einlesen von codierten Daten an wechselnden Orten; drahtlose Datenübermittlung; Objektverfolgung

Referenzen

Quelle [Ste98]

Datum 1995-1996

Logistik 37

RF Innovations Speed up Parcel Tracking at ANC

Anwendungsbereich Transport und Logistik Prozessumfassende Paketverwaltung und -verfolgung

Aufgabe Auschecken von Waren aus der zentralen Paketverwaltung während der Zustellung von großen oder kleinen Paketen beim Kunden. Die Hände sollen frei sein für die Handhabung der Produkte, für das Packen von Kartons oder die Bewegung von Handtransportkarren. Das Gut bleibt dabei die ganze Zeit integraler Bestandteil der Verteilungskette bzw. des Verfolgungssystems.

Anforderungen

Anwender ANC Ltd., UK

Lösung

Status Testbetrieb in einer Filiale

Produkt Einsatz eines kommerziell verfügbaren Hard-/Software-Komplettsystems

Hardware Symbol Wearable Scanning System WSS 1040 für unterwegs, bestehend aus einem wrist-worn-Computer und einem angeschlossenen Laserscanner

Peripherie


proprietäre Scanner-Software


Charakteristika

Vorteile Die Ware bleibt bis zur Auslieferung in der Paketverfolgung und kann beim Kunden synchron zum physikalischen Prozess und ohne zusätzlichen Aufwand für den Auslieferer auch digital in den nächsten Prozessschritt übergeben werden.

Anwendungsfälle Einlesen von codierten Daten an wechselnden Orten; Objektverfolgung

Referenzen

Quelle http://www.symbol.com/uk/Solutions/case_study_anc.html

Datum Gesehen: August 2001

http://www.symbol.com/uk/Solutions/case_study_anc.html

38 Kapitel III: Anwendungen

Mobile Unterstützung beim Packen von Versandpaketen

Anwendungsbereich Logistik / Kommissionierung

Aufgabe Anhand von vorliegenden Bestelllisten müssen in einem Lagerhaus Pakete zum Versand zusammengestellt und gepackt werden. Die in den ersten 4 Jahren eingesetzten Hand-Held-Geräte haben zwar die Fehlerrate verringert und eine Produktionssteigerung gebracht, haben aber auch behindert, da sie während des Arbeitsvorgangs immer wieder aus der Hand gelegt werden mussten, verloren gingen usw.

Anforderungen Reibungslose, unbehinderte Abwicklung des Arbeitsprozesses

Anwender Kars & Co. B.V., Niederlande, Großhandel für Hobbyartikel

Lösung

Status Ausweitung des Einsatzes in der Produktion nach einer intensiven zweijährigen Pilotphase

Produkt Einsatz eines kommerziell verfügbaren Hard-/Software-Komplettsystems mit Anbindung an ein vorhandenes Warenwirtschaftssystem

Hardware Symbol Wearable Scanning System WSS 1040, bestehend aus einem Wrist-Mounted-Computer und einem angeschlossenen Laserscanner

Peripherie


proprietäre Scanner-Software, angeschlossen an ein vorhandenes Warenabrechungssystem


Charakteristika Gewechselt wurde von einer Handheld-Lösung zu einer Lösung mit einem Wearable Computer, der die gleiche Funktionalität mit einer ergonomisch gestalteten Hardware zur Verfügung stellt.

Vorteile Die Fehlerquote wurde so verringert, dass keine Endkontrolle mehr erforderlich ist. Die Einsparungen beim logistischen Ablauf liegen bei 9%

Anwendungsfälle Einlesen von codierten Daten in der Bewegung; drahtlose Datenkommunikation; Integration in ein Warenwirtschaftssystem

Referenzen

Quelle http://www.symbol.com/nederland/Solutions/kars.html


http://www.symbol.com/nederland/Solutions/kars.html

Logistik 39

Associated Wholesale Grocers Slashes Shipping Inaccuracies

Anwendungsbereich Transport und Logistik

Aufgabe Beim Versand von großen Warenmengen treten kostenintensive Versandfehler auf. Darüber hinaus treten ständig Inkonsistenzen bei den Bestands-informationen auf. In Zeiten von kontinuierlichem Nachschub und just-in-time-Lieferungen toleriert der Einzelhandel derartige Pannen immer weniger.

Anforderungen

Anwender Associated Wholesale Grocers (AWG), USA, Großhandel für Lebensmittel, Waren aller Art, Gesundheits- und Schönheitsprodukte

Lösung

Status Kommerzieller Einsatz

Produkt Anwenderspezifische Lösung

Hardware Symbol Wearable Scanning System with RF (WSS 1010)

Symbol spectrum One RF Transceivers

Peripherie

Software Das Gerät ist bestückt mit Software des Anwenders und drahtlos verbunden mit dem Mainframe-Rechner des Anwenders, auf dem Programme zur Prozessverwaltung und zur Abrechung usw. laufen.

Charakteristika Es gibt eine Kommunikation zwischen dem Zentralrechner und den einzelnen eingesetzten Wearables. Der Zentralrechner beauftragten den Lagerarbeiter, eine Bestellung aus dem vorhandenen Lager zusammenzustellen, indem der ihm über das Wirst-Mounted-Display anzeigt, wo er als erstes hingehen muss und wie viel Exemplare der Ware er einpacken muss. Der Lagerarbeiter scannt dann die einzelnen Teile ein und wird zur nächsten Stelle geschickt. (Bei Waren, die abgewogen werden, scannt der „Wareneinsammler“ das ausgewogene Gewicht ein.) Wenn die Bestellung abgearbeitet ist, gibt der Zentralrechner dem Lagerarbeiter Anweisung, wo er die zusammengestellte Ware zum Versand bzw. zur weiteren Bearbeitung abliefern muss.

Vorteile Der Einsatz eines Wearable Computers vermeidet eine Unterbrechung der Durchführung der eigentlichen Aufgabe, d.h. er ermöglicht, dass die Aufmerksamkeit des Lagerarbeiters weitgehend unbeeinträchtigt im Gegenständlichen verbleibt. Auch durch die stark reglementierte Kommunikation zwischen Zentralrechner und tragbarem Scann-System wurde die Fehlerrate enorm reduziert: Bei einem industriellen Ziel von 10 Fehlern bei 10.000 Auslieferungen, liegt die Firma mittlerweile mit 8 Fehlern schon deutlich darunter und rechnet für den Zeitpunkt der vollständigen Einführung der neuen Technologie mit einer Reduzierung auf 4 Fehler. Das bedeutet eine enorme Kostenersparnis sowie eine Steigerung der Zufriedenheit bei den Kunden, was fast einem geldwerten Vorteil gleichkommt.

Anwendungsfälle Einlesen von codierten Daten in der Bewegung; abarbeiten von Checklisten (mit Kontrolle durch den automatischen Abgleich mit den Scanner-Ergebnissen); Kommunikation (Auftragsübermittlung); Integration in ein Prozesskontrollsystem

Referenzen

Quelle http://www.symbol.com/solutions/logistics/logistics_casestd_shipping_ina.html (gesehen 8/2001)

Datum 1995-1997

http://www.symbol.com/solutions/logistics/logistics_casestd_shipping_ina.html

http://www.symbol.com/solutions/logistics/logistics_casestd_shipping_ina.html


Hands-Free Plus Real-Time, Equals Business Advantage

Anwendungsbereich Logistik

Aufgabe Das zentrale Waren-Distributionszentrum ist vollautomatisiert, einzig das Bestücken des Lagers und die Kommissionierung (Zusammenstellen der Waren für den Versand in die Filialen) werden von Menschen übernommen.

Bei der Anlieferung wird jede Lieferung manuell kontrolliert und jedes eingehende Gut, jeder Karton mit einem Barcode versehen und in das vorhandene Warenwirtschaftssystem eingegeben. Anschließend sorgt ein automatisiertes Transportsystem für die Verbringung der Waren entweder an den vorgegebenen Lagerort oder an die Warenausgaben, die die Schnittstelle zur Kommissionierung ist. Die Ware bleibt die gesamte Zeit, die sie im Gebäude ist, in der Warenverfolgung durch das Warenwirtschaftssystem.

Bei der Kommissionierung tragen die MitarbeiterInnen die georderten Waren von den verschiedenen Ausgaben anhand der Bestellliste zusammen.

Anforderungen Die Teams, die die Waren bei der Anlieferung einchecken, müssen einen Barcode anbringen und ihn einscannen können, ohne bei ihrer eigentlichen Tätigkeit (Entladen der LKWs, Bestücken des Lagersystems) nicht eingeschränkt werden.

Andererseits sollen die Kommissionierer ebenfalls bei ihrer körperlichen Tätigkeit nicht behindert, in der korrekten Abarbeitung jeder Bestellung jedoch unterstützt werden.

Darüber hinaus soll der „Aufenthaltsort“ jeder Ware zu jedem Zeitpunkt dem Warenwirtschaftssystem bekannt sein, um die automatische Lagerhaltung und insbesondere auch die Bestückung der Warenausgabe zu gewährleisten.

Anwender Peacocks Retail Group, Nantgarw, UK Einzelhandelsgruppe, die Kleidung und Möbel in mehr als 280 Filialen verkauft

Lösung

Status Kommerziell

Produkt Einsatz eines kommerziell verfügbaren Hard-/Software-Komplettsystems unter spezieller Anpassung an ein vorhandenes automatisiertes Lagerhaltungs- und Warenwirtschaftssystem

Hardware Symbol Wearable Scanning System WSS 1040, bestehend aus einem wrist-mounted-Computer und einem angeschlossenen Laserscanner,

Symbol Spectrum24® wireless LAN

Peripherie


proprietäre Scanner-Software integriert in eine automatisierte Lagerhaltung und ein vorhandenes Warenwirtschaftssystem


Logistik 41 Charakteristika Jede LagermitarbeiterIn trägt einen Wearable Computer, der drahtlos mit dem

zentralen Rechner verbunden ist. Durch das Einlesen der Barcodes und die sofortige Übertragung an das Lagerhaltungs- bzw. Warenwirtschaftssystem ist eine effiziente Steuerung des Warenflusses möglich.

Das Gesamtsystem kann über das Display der Wearables die einzelnen Aktionen jedes Mitarbeiters steuern. Die Koordinierung und die Anpassung an die aktuellen Situation, die Prozesskontrolle und die Kommunikation wird von den zentralen Programmen vorgenommen. Die Wearable dienen als Barcode-Leser in den verschiedenen Arbeitsschritten, als Ersatz für die papierenen Bestelllisten und als unidirektionaler Informationsweg (vom zentralen System an die BenutzerIn), wobei er aufgrund seiner Form und aufgrund des geringen Interaktionsaufwands die eigentliche mobile, gegenständliche Aufgabe der Lagerarbeit nicht behindert.

Vorteile Durch das Tragen des Systems am Körper können die Lagerarbeiter effektiver arbeiten, da sie nicht mehr durch das Ablegen des Computersystems behindert werden. Auch die Arbeitsmoral der Teams wird erhöht, da die Geräte gute Trageeigenschaften haben und leicht zu bedienen sind; so empfinden die Teams eine Arbeitserleichterung in ihrem Job, die wiederum für eine Steigerung der Effizienz sorgt.

Anwendungsfälle Einlesen von codierten Daten in der Bewegung (Barcode); aufwandsarme Synchronisation von virtuellen Informationen mit realen Gegebenheiten; Benachrichtigung durch das Zentralsystem (unidirektionale Kommunikation); flexible, dynamische Vorgabe von Arbeitsschritten, Ersatz von papierenen Checklisten; Echtzeit-Prozesssteuerung: Effektive, situationsangepasste Steuerung des Workflows jeder LagermitarbeiterIn.

Referenzen

Quelle http://www.symbol.com/uk/Solutions/case_study_peacocks_re.html (gesehen: 8/2001)

Datum 1998-

http://www.symbol.com/uk/Solutions/case_study_peacocks_re.html


Northwest Airlines Flying High with ‘Line Busting’ Solution

Anwendungsbereich Logistik

Aufgabe Vermeidung von Warteschlangen in Flughafenabfertigungshallen durch Portierung der Schalterdienstleistungen auf ein mobiles Endgerät

Anforderungen klein und mobil; einfach zu bedienen

Entwickler ViA

Anwender Northwest Airlines

Lösung

Status Feldstudie und kommerzieller Einsatz

Produkt Portable Agent Workstation (PAW) Software

Hardware ViA II Wearble PC mit Handheld Display

Welch-Allyn Barcode Lesestift

Cameo2 Drucker

Peripherie

Software PAW Software

Charakteristika Passagiere werden vom Personal nicht mehr nur direkt am Schalter, sondern auch außerhalb einer Schlange abgefertigt; mit dem Barcode Scanner wird das Ticket des Passagiers gescannt und der angeschlossene Drucker druckt daraufhin den Boarding Pass.

Der Service verbessert sich zusätzlich, da die PAW Software Zugriff zu Fluginformationen gewährleistet und die Passagiere Flugdaten direkt vom Personal erfahren können.

Vorteile verbesserter Service, somit Kundenzufriedenheit

Anwendungsfälle Portierung stationärer Funktionalität auf ein mobiles Endgerät, d.h. Anpassung der Interaktion sowie der Informationspräsentation und des Zugriffs auf Informationssystem

Referenzen

Quelle http://www.flexipc.com/product/Images/customer.pdf (gesehen: 15.07.2001)

Datum

http://www.flexipc.com/product/Images/customer.pdf

Logistik 43

Generating Results – Where ruggedness and versatility count

Anwendungsbereich Logistik Verfolgung und Überwachung von Geräten (Inventarisierung)

Aufgabe Effiziente und sorgfältige Verfolgung von Inspektions- und Wartungsgeräten und -werkzeugen während routinemäßiger halbjährlicher Inspektionen z.B. von Dampfmaschinen in einem Kernkraftwerk.

Da Standzeiten von Kernkraftwerken enorm teuer sind, muss der Dekontaminationsprozess und das Ein- und Auspacken so kurz wie möglich gehalten werden.

Anforderungen Das eingesetzte System muss resistent gegen radioaktive Strahlung sein, hohe Temperaturen vertragen und möglichst kontaktarm funktionieren. Die Stromversorgung muss lange halten, der Akkuwechsel darf keine Arbeitsunterbrechung erfordern. Software muss leicht aufspielbar sein.

Anwender Framatome Technologies, Inc., Lynchburg, Virginia, USA (u.a. Inspekteur für Dampfkessel in Kernkraftwerken)

Lösung

Status Pilotprojekt

Produkt

Hardware Xybernaut Mobile Assistant IV mit ‘hot swapping’ Akku

Peripherie Percon Barcode Scanner

Software Atlas Software; kundenspezifische SQL-Server; Datenbankanwendung in Visual Basic

Charakteristika Bei der Inspektion eines Kernkraftwerks werden alle Inspektions- und Wartungsgeräte sowie -werkzeuge zusammen mit den zugehörigen Computern zur Auswertung der vor Ort gemessenen Daten eigens in das Gelände eingeführt. Das Equipment wird inner- und außerhalb des kontaminierten Bereichs aufgestellt. Geräte aus kontaminierten Bereichen müssen gesondert verpackt und gelagert werden. Beim Entladen und Einladen aller Geräte werden die Techniker vom MA IV unterstützt, welcher unter dem Schutzanzug getragen wird, so dass für dieses Gerät keine Kontaminationsgefahr besteht. Mit dem Percon Barcode Scanner werden alle Geräte, die entladen werden, identifiziert. Geräte für einen Einsatz im kontaminierten Bereich werden besonders vermerkt. Somit bekommen die TechnikerInnen einen genauen Überblick über alle sich im Einsatz befindenden Geräte.

Nach der Inspektion werden wiederum alle eingehenden Geräte gescannt, so dass sichergestellt werden kann, dass nichts zurückgelassen worden ist, dass alle Geräte für den nächsten Einsatz wieder zur Verfügung stehen, und dass alle Geräte aus kontaminierten Abschnitten entsprechend verpackt werden.

Vorteile Der Wearable Computer von Xybernaut erfüllt die Anforderungen und hat insbesondere keinen Lüfter, d.h. die Gefahr, dass er selbst kontaminiert wird, ist reduziert.

Der Einsatz des mobilen Systems reduziert die Packzeiten um ca. 50% und verbessert gleichzeitig die Ermittlung des kritischen Inventars und der Sicherheitsinformationen einer extrem kostenintensiven Anlage. Die Einsparungen durch den Einsatz des tragbaren mobilen Computersystems beträgt bis zu einem Arbeitstag, was einem Wert zwischen einer viertel und einer halben Mio. $ ausmacht.

44 Kapitel III: Anwendungen Anwendungsfälle Objektverfolgung

berührungslose Objektidentifikation vor Ort

Drahtloses Informationssystem (über die Geräte vor Ort und über das im Lager vorrätige Equipment)

Referenzen

Quelle http://www.xybernaut.com/wear/case_sub02.htm (gesehen: 3.9.01)

Datum 1999

http://www.xybernaut.com/wear/case_sub02.htm

Produktion, Montage, Konstruktion Beim Segment „Produktion, Montage und Konstruktion“ denkt man als erstes an industrielle Anwen-dungen. Doch sollte man hier das Handwerk nicht vergessen, auch dann nicht, wenn es noch keine Anwendungsbeispiele für den Einsatz von Wearable Computing Systemen in diesem Bereich gibt. Bei Tätigkeiten im Handwerk handelt es sich häufig um mobile Tätigkeiten, so hat sich beispiels-weise das Handy als allgegenwärtiges Kommunikationsmittel hier bereits durchgesetzt. Allerdings ist zu hinterfragen, ob für die verschiedenen handwerklichen Gewerke der Einsatz leistungsfähigerer mobiler, tragbarer Computersysteme genügend Innovation und insbesondere auch handfeste wirt-schaftliche Vorteile bietet. Die Untersuchung, ob und welche Potenziale Wearable Computing für das Handwerk bietet, steht noch aus.

Die industrielle Produktion, Montage und Konstruktion beinhalten ebenfalls ein umfangreiches Repertoire an mobilen Tätigkeiten. Diese zeichnen sich durch ihren bis zu einem gewissen Grad gleichförmigen und wiederkehrenden Charakter aus, also durch einen gewissen Automatismus. Diese Tatsache hat in der Vergangenheit dazu geführt, industrielle Tätigkeiten durch Automation zu ratio-nalisieren. An dieser Entwicklung hatte die Computertechnologie einen erheblichen Anteil. Die Hoff-nungen, die in den Grad der Automatisierung gesetzt worden sind, sind nicht ganz erfüllt worden: Es sind eine Vielzahl von Tätigkeiten geblieben, die von Menschen ausgeführt werden (müssen), insbe-sondere mobile Tätigkeiten, die seitens der MitarbeiterIn besondere Kompetenz erfordern.

Eines der am häufigsten zitierten Anwendungsbeispiele ist ein Projekt, das bereits Anfang der 90er Jahre von und bei Boeing durchgeführt wurde: Die elektrische Verkabelung von Flugzeugen erfolgt außerhalb des Flugzeugs und ist eine komplexe, nicht zu automatisierende Aufgabe, die anhand von Zeichnungen und Handbüchern erfolgt. Diese Tätigkeit erfordert eine umfassende Einarbeitung. Sie ist mobil, da der Arbeitsplatz eine mehrere Meter lange Tafel ist, an der die MitarbeiterIn sich wäh-rend des Zusammenbaus des Kabelbaums hin und her bewegt. Außerdem ist die primäre Aufgabe der Zusammenbau, alle eingesetzten Materialien sind Hilfsmittel und Werkzeuge. Der Einsatz neuer Technologien soll diesen Produktionsprozess kostengünstiger gestalten. Boeing hat sich für eine mobile AR-Lösung und damit für den Einsatz von Augmented Reality Technologie entschieden: Die gedruckten Materialien werden durch digitale ersetzt. Die geometrische Zeichnung wird über ein monokulares halbdurchsichtiges HMD in das Blickfeld der BenutzerIn eingeblendet, wobei die Posi-tion der BenutzerIn und ihre Blickrichtung die visuelle virtuelle Überlagerung bestimmen. Darüber hinaus können die Handbücher benutzt werden, ohne den Arbeitsplatz zu verlassen und es wird eine schrittweise Anleitung für ein „gutes“ Design eines Kabelbaus zur Verfügung gestellt, um so spätere Wartungsarbeiten zu vereinfachen. Die angestrebte Produktivitätssteigerung wurde nicht erreicht, denn die Probanden, die den Wearable Computing Prototypen benutzten, waren nur genauso gut und schnell wie ihre traditionell arbeitenden KollegInnen. Als Ursache werden die Ungenauigkeit der Sensoren und Mängel im Interaktionsdesign gesehen.

In Deutschland wird im laufenden Projekt ARVIKA, einem Leitprojekt des BMBF, ebenfalls an teil-weise mobilen AR-Lösungen für die Entwicklung, die Produktion und den Service komplexer techni-scher Produkte und Anlagen gearbeitet: Der FacharbeiterIn werden aufgabenbezogen und kontext-abhängig visuelle Informationen in ihr Blickfeld projiziert. Die Anwendungsszenarien stammen aus dem Maschinen-, dem Anlagen-, dem Fahrzeug- und dem Flugzeugbau. Das Projekt wird auch für Wearable Computing interessante Ergebnisse liefern und neue Anforderungen für den Einsatz von Wearable-Computing-Systemen definieren, denn die Sensortechnologie hat sich seit Beginn des Boeing-Projekts weiter entwickelt. Die Erkenntnis, dass neue Interaktionskonzepte für die Etablie-rung von Wearable Computing erforderlich sind, ist erkannt worden, auch das werden einige Beispiele im nächsten Abschnitt belegen.

Die Prozessüberwachung einer großen Produktionsanlage erfolgt zwar von einer zentralen Leitstelle aus, eine regelmäßige Kontrolle vor Ort wird dadurch allerdings nicht ersetzt, denn eine lückenlose sensorische Überwachung von Produktionsanlagen ist bei den heutigen dynamischen Produktions-prozessen nicht möglich. Das Servicepersonal muss insbesondere im Problemfall vor Ort Messungen vornehmen und an jedem Aufenthaltsort über den aktuellen Zustand der gesamten Anlage informiert sein. Auch der Zugriff auf Dokumentationen und die direkte multimediale Kommunikationen mit KollegInnen oder anderen ExpertInnen kann zur Gewährleistung eines störungsfreien Funktionierens

45

46 Kapitel III: Anwendungen erforderlich sein. Dieses Problem wurde für die Temperaturkontrolle in einer Lebensmittelproduk-tionsanlage mittels eines Wearable Computing Systems gelöst.

Ein letztes Beispiel für diesen Anwendungsbereich stammt aus dem Bereich Konstruktion/Architek-tur. Es handelt sich um eine Art Lehr-/Lernsystem: ArchitektInnen/KonstrukteurInnen wird mittels eines tragbaren wissensbasierten AR-Systems und stilisierten gegenständlichen Modellelementen die Möglichkeit geboten, Anleitung zur architektonischen Konstruktion zu erhalten. Die Instruktion, die hier unterstützt wird, ist ein Anwendungsfall, der auch in anderen Anwendungsbereichen auftritt, da gerade im industriellen Bereich learning-by-doing und auch Lernen-durch-Nachmachen anerkannte didaktische Methoden sind, „Vorarbeiter“ aber immer seltener zur Verfügung stehen.

Boeing’s Wire Bundle Assembly Project

Anwendungsbereich Montage / Flugzeugbau

Aufgabe Unterstützung bei der Verkabelung von Flugzeugen im Bereich des Zusammenbaus der elektrischen Kabel zu Kabelbäumen.

Die elektrische Verkabelung von Flugzeugen erfolgt außerhalb des Flugzeugs und ist eine komplexe, nicht zu automatisierende Aufgabe. Sie wird an einer bzw. mehreren viele Meter langen „Tafeln“ mit darunter liegenden geometrischen Zeichnungen unter zusätzlicher Verwendung von Handbüchern manuell durchgeführt. Sie erfordert eine umfassende Einarbeitung, insbesondere in die Benutzung der Handbücher.

Anforderungen Der Einsatz neuer Technologien soll diesen Prozess kostengünstiger gestalten.

Anwender/Partner Boeing zusammen mit über die Laufzeit variierenden Partnern, z.B. Honneywell Military Avionics Devision, TriSen Inc., Virtual Vision / InterSense Inc., Engineering Design Research Center der Carnegie Mellon Universität

Lösung

Status Phase 1: Machbarkeitsstudie Phase 2: Prototyp Phase 3: Pilotprojekt

Produkt

Hardware Im Laufe der Projektphasen wurde unterschiedliche Hardware eingesetzt. Anfangs wurden kommerziell verfügbare Geräte eingesetzt, die zwischenzeitlich an die Erfordernisse des Projekts angepasst und am Ende wieder durch kommerziell verfügbare Bestandteile ersetzt wurden. Die Hardware bestand immer aus einem Wearable Computer mit einem halbdurchsichtigen HMD und Trackern zur möglichst genauen Bestimmung der Position und Orientierung des Kopfes der BenutzerIn und zur Identifizierung und Lokalisierung der Kabel auf der Arbeitstafel.

Phase 2: Selbstgebauter Wearable im Rucksack; magnetischer Tracker von Ascension; umgerüstetes HMD basierend auf dem „Honeywell Combat Vehicle Crewman“ als See-Through-Version

Phase 3: Via Wearable Computer (in einer Weste getragen), V-Cap 1000 See-Through HMD (monokular, monochrom VGA) von Virtual Vision mit einem acustic/inertal hybrid Tracker von InterSense, ergänzt um einenVideometric-Tracker von TriSen

Peripherie Phase 3: Zur Benutzung mit dem Videotracker von TriSen wurde eine entsprechend ausgerüstete Arbeitstafel eingesetzt.

Produktion 47 Software Software und Algorithmen wurden entwickelt für die Auswertung der Daten

der Tracker und für die Integration der Augenbewegung der BenutzerIn und damit für die optische Überlagerung der realen Welt mit einer computergenerierten Zeichnung (Registrierung) sowie für die Interaktion zwischen Mensch und Computer.

Charakteristika Das Computersystem wurde als mobiles AR-System gestaltet, das allerdings in einem bestimmten Raum benutzt wird. Die Hinterlegung der Arbeitstafel mit einer geometrischen Zeichnung wurde ersetzt durch die positionsgenaue Visualisierung der Zeichnung im HMD. Die Handbücher wurden digitalisiert, so dass die BenutzerIn sie ebenfalls in ihrem HMD lesen kann. Darüber hinaus wurde eine schrittweise Anleitung für die Erstellung von Kabelbäumen implementiert, die es ermöglicht, einem „besten Vorgehen“ zu folgen und so eine Vereinheitlichung herzustellen, die einen späteren Wartungsprozess erleichtert.

Eingesetzt wurden verschiedene Tracking-Systeme, um die Position und die Orientierung der BenutzerIn zu ermitteln, um ihre Kopfposition und –orientierung zu erhalten und um ihre Blickrichtung zu erfassen.

Vorteile Das Ziel der Produktivitätssteigerung wurde mit dem Prototyp des Pilotprojekts (noch) nicht erreicht. Allerdings waren die Probanden, die mit der neuen Technologie arbeiteten, auch nicht schlechter als ihre konventionell vorgehenden KollegInnen. Als Ursache wurde einerseits die noch nicht ausgereifte Hardware (Tracking-Systeme) identifiziert. Andererseits wurden die Probanden durch die rudimentären Interaktionsmöglichkeiten stark behindert. Beispielsweise gab es keine Sensorik zur Erkennung einzelner Kabel, so dass die BenutzerIn auf Anweisung des Computersystems lange und mühsam nach bestimmten Leitungen suchen musste.

Es gab aber dennoch positive Ergebnisse: - Durch die Digitalisierung der Handbücher konnte die häufig erforderliche Arbeitsunterbrechung zur Konsultation des gedruckten Exemplars vermieden werden. - Mit der schrittweisen BenutzerInnenführung konnte ein „gutes Vorgehen“ vermittelt werden. Darüber hinaus konnte mit dieser Technik eine leichtere Erlernbarkeit der Aufgabe erreicht werden.

Anwendungsfälle Überlagern der realen Welt mit zusätzlichen visuellen Informationen

Zugriff auf digitale Manuals

kontext-, orts- und blickrichtungssabhängige Informationspräsentation

Workflow-Management: schrittweise BenutzerInnenführung bei der multimedialen Instruktion

Referenzen

Quelle [Bar01], Kap. 14 http://www-2.cs.cmu.edu/afs/cs.cmu.edu/project/vuman/www/boeing/index.html

Datum 1990-1993


Augmented Reality for Development, Production and Service

Anwendungsbereich Industrielle Anwendungen

Aufgabe Entwicklung, Produktion und Service komplexer technischer Produkte und Anlagen (z.B. im Automobil- und Flugzeugbau, Maschinen- und Anlagenbau) soll mit neuen Technologien unterstützt werden, z.B. durch die Anreicherung/Überlagerung der realen Welt mit computergenerierten Informationen.

Anforderungen Das Design soll den Menschen und die Mensch-Technik-Interaktion in den Vordergrund stellen sowie anwendungsgetrieben sein.

Produzent

Anwender/Partner ARVIKA Konsortium

Lösung

Status Leitprojekt des BMBF

Produkt

Hardware Wearable Computer (z,B. von Xybernaut) mit AR-fähigem Head-Mounted Display

Peripherie

Software

Charakteristika Augmented-Reality (AR) Technologie kommt hier zum Einsatz. Reale Objekte werden mit computergenerierten virtuellen Objekten visuell „gemischt“, so dass detaillierte, sonst nicht wahrnehmbare Konstruktions- oder Prozessinformationen kontext-sensitiv zur Verfügung gestellt werden können. AR kann so beispielsweise konventionelle Montagehandbücher der mobil tätigen MonteurIn ersetzen.

Vorteile Es gibt eine „direkte“ Mischung von realer und virtueller Welt.

Anwendungsfälle kontextabhängige Informationspräsentation; Realisierung einer einfachen Interaktion

punktgenaue visuelle Überlagerung der realen Welt mit virtuellen, computergenerierten Bildern

Erkennung der Umgebung; Positionsbestimmung

Anknüpfen von Prozess-, Mess- und Simulationsdaten an reale Objekte vor Ort

Referenzen


http://www.arvika.de/ (gesehen 25.09.01)

Datum 1999-2003


http://www/

Produktion 49

BOCs Mobile Monitoring System

Anwendungsbereich Prozessüberwachung in der Produktion / Wartung

Aufgabe Verbesserung von Produktionsprozess und Produktqualität durch Erhöhung der Kontrolle, hier insbesondere der Temperatur-Kontrolle z.B. in der chemischen oder der Pharma-Industrie sowie bei der Produktion von Lebensmitteln. Das System soll eine effiziente Nutzung des Temperaturkontroll-Überwachungssystems ermöglichen und insbesondere das Servicepersonal unterstützten.

Anforderungen Informationen über den aktuellen Zustand des Produktionssystems müssen laufend erhoben und kritische Werte detektiert werden. Auftretende Probleme müssen vom technischen Personal vor Ort begutachtet werden anhand des Wissens darüber, wie die Maschine funktioniert. Das Problem muss vor Ort behoben werden. Falls das nicht möglich ist, müssen die erforderlichen Arbeiten und alle weiteren Schritte umgehend veranlasst werden.

Anwender BOC Gases, Murray Hill, NJ., USA

Lösung

Status kommerzieller Einsatz

Produkt BOC’s Total Temperature Controlsystem

Hardware Xybernaut MA IV mit HMD und Wrist-Mounted-Keyboard

Peripherie

Software Die von der Firma BOC entwickelten Softwaresysteme: - mobiles Monitoring-System - Informationssystem für Techniker: Customer Equipment and Service Data’ (CESD) - ‚Groupware’ und ‚Wonderware’ von Invensys Software Systems

Charakteristika Die Produktionsanlagen der BOC-Kunden wurden an allen relevanten Punkten – den Produktionszellen – mit Sensoren und Kameras ausgestattet und zu einem anlagenweiten Überwachungssystem verbunden. Ein Local Operations Network (LON) verbindet die einzelnen Produktionszellen zu einem Netz, nimmt die Sensordaten in Echtzeit auf und verwaltet sie.

Eingesetzt wird ein umfassendes Produktionskontrollsystem, das u.a. auch Groupware-Funktionalität zur Verfügung stellt. Die entsprechenden Programme laufen auch auf den von den BOC-TechnikerInnen verwendeten Wearable Computern. Sie haben somit direkten Zugriff auf die aktuellen Produktionsdaten und auf das BOC-eigene technische Online-Informationsssystem.

Die mobil arbeitende TechnikerIn kann flexibel agieren, da sie von jedem ihrer Standorte aus den freien visuellen Zugriff auf den Zustand jeder Produktionszellen und die aktuellen Anlagendaten hat; sie kann Nachrichten verschicken und mit anderen TechnikerInnen kommunizieren. Sie kann manuelle Tätigkeiten an de Produktionszellen verrichten und gleichzeitig digitale Informationen benutzen.

50 Kapitel III: Anwendungen Vorteile Alle erforderlichen Daten stehen jeder TechnikerIn jederzeit und überall zur

Verfügung, so dass der zentrale Kontrollraum überflüssig wird.

Dadurch, dass die Informationspräsentation mittels des Wearable Computers scheinbar personalisiert wurde, konnte bei den TechnikerInnen eine größere Verbindlichkeit bei der Übernahme von Verantwortung verzeichnet werden. Darüber hinaus konnten die Kunden, bei denen die BOC-TechnikerInnen arbeiten, eine deutlich größere Variabilität der mobilen BOC-TechnikerInnen feststellen.

Anwendungsfälle Integration in ein bestehendes umfassendes Prozessüberwachungssystem

(Neu-)Aufnahme von Messdaten, Auswertung und Abgleich mit allen verfügbaren aktuellen Anlagedaten;

digitale Manuals und Zugriff auf alle technischen Dokumentationen

drahtlose Kommunikation per E-Mail, Stimme oder auch Videokonferenz mit anderen mobilen TechnikerInnen

remote-Zugriff auf die stationären Digitalkameras

Referenzen

Quelle http://www.xybernaut.com/wear/case_sub01.htm (gesehen 3.9.01)

Datum vermutlich 1999


Produktion 51

ARC: Augmented Reality in Architectural Construction, Inspection, and Renovation

Anwendungsbereich Instruktion bei der Konstruktion/Architektur

Aufgabe Das Zusammenbauen von „spaceframes“, bestehend aus gleichartigen zylindrischen Streben und verbunden durch kugelförmige Gelenkestücke, kann durch die große Verwechselbarkeit der Bauelemente dazu führen, dass Teile unbemerkt vertauscht werden und so die Statik der Konstruktion unbemerkt geschwächt wird. Eine AR-Unterstützung soll das verhindern und gleichzeitig die BenutzerIn schrittweise zu einem schnellen und guten Ergebnis führen.

Anforderungen

Anwender/Partner Columbia Universität: Kooperation zwischen Graphics and User Interfaces Lab in the Computer Science Department und Building Technologies Group in the Graduate School of Architecture

Lösung

Status Forschungsprojekt

Produkt

Hardware See-Through, Head-Worn Stereoscopic Color 3D-Display mit optischem Radar-Tracker zur Ermittlung der Kopfposition

Kopfhörer; Barcode-Lesegerät zur Benutzung mit der Hand

Als Rechner kann ein beliebiger Wearable eingesetzt werden.

Peripherie

Software Die selbst entwickelte Plattform COTERIE wurde eingesetzt, die ein verteiltes System ist und sich für verschiedene Betriebssystemplattformen eignet.

Charakteristika Es wurde ein virtuelles 3D-Modell des Spaceframes implementiert, eine geordnete Liste des Vorgehens beim Zusammenbau der Struktur erzeugt und einige digitale Audio-Dateien mit gesprochenen Instruktionen zu jedem Vorgehensschritt angefertigt. Die BenutzerIn wird während der gesamten Zusammenbauphase vom System Schritt für Schritt unterstützt und angeleitet, indem das System ihr die oben genannten vorbereiteten multimedialen Fragmente zum richtigen Zeitpunkt präsentiert.

Die BenutzerIn muss nur wenige Eingaben tätigen, sie benutzt nur den Barcode-Scanner, um die eindeutig markierten Bauelemente für das System zu identifizieren. Erklärungen zu bestimmten Elementen erhält sie per akustischer Ausgabe (gesprochener Text).

Vorteile Durch die eindeutige Objektidentifikation können Bauteile nicht mehr verwechselt werden. Die KonstrukteurIn muss ihre Aufgabe nicht unterbrechen, um sich zusätzliche Informationen zu holen.

Anwendungsfälle multimediale kontextabhängige Instruktion bzw. BenutzerInnenführung

positionsabhängige visuelle Überlagerung der realen Welt mit virtuellen 3D-Informationen

kontextabhängige Informationspräsentation

Referenzen

Quelle http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/arc/arc.html, gesehen 16.10.01

[Feiner93], [Web96]

Datum Ca.1994/5

Instandhaltung: Inspektion, Wartung, Instandsetzung Die Instandhaltung von Produktionsanlagen leistet einen wichtigen Beitrag bei der Herstellung, gewährleistet sie doch den weitestgehend störungsfreien Ablauf der Produktion. Darüber hinaus gibt es aber auch Instandhaltungsaufgaben an Gebrauchsgeräten oder in und an Gebäuden. Instandhaltung besteht aus den Maßnahmen Inspektion, Wartung und Instandsetzung und dem übergeordneten Pro-zess der Organisation und Planung dieser Maßnahmen, wobei die Erfassung und die Auswertung der Befunde, Schäden und Störungen eine besondere Rolle spielt. Informationstechnisch unterstützt wurde vormals nur der übergeordnete Prozess, da die Durchführung der Inspektion als hochgradig mobile Tätigkeit den Einsatz herkömmlicher IT aufgrund der Handhabung der Hardware (z.B. eines Notebooks) nicht zuließ.

Mit der Entwicklung von Wearable Computern, Mikrodisplays und drahtlosen Netzen steht nun ein Equipment zur Verfügung, das den Einsatz von Informationstechnologie für die Unterstützung mobi-ler Tätigkeiten unter z.T. extremen Umweltbedingungen ermöglicht. Bereits seit den Anfängen des Wearable Computing wird daran gearbeitet, diese Technologie für die Instandhaltung einzusetzen, da hier beispielsweise der Zugriff auf Informationen (Handbücher, Schaltpläne, Reparaturanleitungen etc.), eine multimediale ExpertInnenkonsultation, eine papierlose Schadensberichtserfassung oder die systematische Steuerung des Workflows per interaktiver Checkliste sowohl eine Qualitätssteigerung als auch eine Kostenreduzierung erwarten lässt. So verwundert es nicht, dass in der Instandhaltung bzw. zu den drei genannten Maßnahmen der Instandhaltung bereits eine große Anzahl von Anwen-dungsfeldern identifiziert und bearbeitet wurde, z.B. die:

•

•

•

•

•

Wartung von Gebrauchsgeräten (z.B. Drucker) oder der Gebäudetechnik (Vernetzung)

Visualisierung verborgener architektonischer Strukturen in Gebäuden zur Wartung

Inspektion von Fahrzeugen, von Flugzeugen, von Industriekränen oder Postsortieranlagen

Inspektion und Wartung von Wohnhäusern

Inspektion in Produktion und Montage, z.B. beim (verteilten) Bau von Schiffen

Die bekannteste Realisierung einer mobilen Lösung für die Instandhaltung ist der VuMan, ein seit Anfang der 90er Jahre an der Carnegie Mellon University in mehreren Generation und unter intensi-ver Beteiligung der intendierten BenutzerInnen entwickelter, auf die Durchführung von Inspektionen hin spezialisierter Wearable Computer. Die Spezialisierung besteht in der Anpassung der Hardware und Software an die Aufgabe: Auswahl aus einer Checkliste mit geringstmöglichem Interaktionsauf-wand für die TechnikerIn.

Die Instandhaltung ist ein gutes Beispiel für die Potenziale des Wearable Computing, da Instandhal-tung eine weitgehend mobile Tätigkeit mit einer relativ hohen Informationsdurchdringung ist. Eine Instandhaltung wird mit Daten geplant, anhand der Pläne durchgeführt, protokolliert und anschlie-ßend dokumentiert, doch die primäre Aufgabe des Instandhaltungspersonals ist die manuelle Arbeit am Objekt. Hinzu kommt, dass die Umgebungsbedingungen häufig so beschaffen sind, dass weder Papier und Stift noch traditionelle Informationstechnologie (wie Notebooks) eingesetzt werden kön-nen und die BenutzerIn darüber hinaus ihre Hände frei haben und ihre Aufmerksamkeit der realen Welt widmen muss.

KARMA: Knowledge-based Augmented Reality for Maintenance Assistance

Anwendungsbereich Wartung und Instandhaltung

Aufgabe Eine BenutzerIn soll bei einfachen Wartungsarbeiten an einem Laserdrucker (Wechsel der Toner-Kartusche, Papier nachlegen etc.) unterstützt werden.

52

Instandhaltung 53 Anforderungen Die BenutzerIn muss nur geringes Vorwissen haben und wird schrittweise

durch den Prozess geleitet.

Anwender/Partner Columbia Universität, Department of Computer Science

Lösung


Produkt

Hardware Eingesetzt wird ein am Kopf getragenes See-Through, 3D-Display, das um einen Head-Tracker erweitert ist: Private Eye von Reflection Technology mit einer Auflösung von 720x280 Pixel, monochrom, kombiniert mit einem Spiegel, so dass der Blick der BenutzerIn auf das zu wartende Gerät frei bleibt.

Mehrere 3D-Trackingsysteme: - 3 Logitech 3D Ultraschallsensoren - 4 magnetische Positionssensoren von Ascension Technology

Verteiltes Rechnersystem mit UNIX-Maschinen, Graphik-Maschinen und PCs.

Peripherie Die für die Positions- und Orientierungs-Tracker erforderlichen Counterparts.

Software Eingesetzt wurde eine modifizierte Version von IBIS, einer wissensbasierten Komponente zur grafischen Informationspräsentation, die im Hause entwickelt worden war.

Charakteristika Die Bewegung, insbesondere die Kopfbewegung der BenutzerIn, wird relativ zum zu wartenden Gerät aufgenommen. Das System überlagert die Sicht auf das Objekt der realen Welt mit virtuellen grafischen und/oder textuellen Informationen. Die wissensbasierte grafische Komponente ermittelt mit Methoden der Künstlichen Intelligenz den aktuellen Kontext, um der BenutzerIn die aktuell benötigte Informationen zu präsentieren. Die BenutzerIn wird schrittweise durch den Wartungsprozess geleitet.

Gelöst werden müssen dafür u.a. folgende Probleme: - Registrierung: punktgenaue Überlagerung der Sicht auf das reale Objekt mit den virtuellen grafischen Einblendungen, - Sensorsynchronisation: die Messwerte mehrerer Sensoren müssen so synchronisiert werden, dass sie ein gemeinsames konsistentes Bewegungsmodell erzeugen, - Distributed processing mit multiplen Prozessen und Prozessoren.

Vorteile Der BenutzerIn werden nur die benötigten grafischen bzw. textuellen Informationen kontextabhängig und als „Projektion“ bzw. visuelle Überlagerung des realen Geräts präsentiert.

Anwendungsfälle Instruktion/BenutzerInnenführung



Referenzen

Quelle http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/karma/karma.html

[Feiner93]

Datum ca. 1990-93


Architectural Anatomy

Anwendungsbereich Inspektion und Renovierung in der Architektur / Training

Aufgabe Die unsichtbaren Strukturen von Wänden und Versorgungsleitungen in einem bestehenden Gebäude sollen sichtbar gemacht werden, so dass die BenutzerIn die entsprechenden Strukturen sieht, wenn sie sich im betreffenden Raum aufhält.

Anforderungen Es muss ein virtuelles Modell des Gebäudes existieren, das der BenutzerIn ortsabhängig angezeigt wird.

Anwender/Partner Columbia Universität: Kooperation zwischen Graphics and User Interfaces Lab in the Computer Science Department und der Building Technologies Group in the Graduate School of Architecture

Lösung


Produkt

Hardware See-through, Head-Mounted 3D-Display mit einer Auflösung von 720x280 Pixel

verschiedene 3D-Trackingsensoren (Position und Orientierung) für den Kopf der BenutzerIn, ihren Körper, ihre Hand und für (ausgewählte) 3D Objekte (Ultralschall, elektromagnetisch) in der realen Welt.

Peripherie Die für die Tracker erforderlichen Counterparts.

Software Die Kombination von 2D X11 Windows mit 3D-Grafik wurde zu diesem Zweck entwickelt.

Charakteristika Die BenutzerIn und die Umgebung (bzw. ein Objekt der Umgebung) werden mit Positionssensoren ausgestattet.

In das Sichtfeld der BenutzerIn wird die grafische Repräsentation von Teilen der baulichen Struktur eines Gebäudes so eingeblendet, dass das virtuelle Bild das reale überlagert. Das zugrundeliegende Modell basiert auf den Konstruktionszeichnungen des Gebäudes.

Die Überlagerung wird mit einer „Fenstertechnik“ gelöst, wobei es 3 verschiedene Sorten von „Fenstern“ gibt, abhängig von ihrer Verbindung: - fest bzgl. eines (bewegbaren) Objekts der Welt (world-stabilized) - fest bzgl. des HMDs (screen-stabilized) - fest bzgl. der lokalen Position der TrägerIn.

Vorteile

Anwendungsfälle positionsabhängige visuelle Überlagerung der realen Welt mit virtuellen 3D-Informationen


Referenzen

Quelle http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/archAnatomy/architecturalAnatomy.html gesehen am 16.10.01

[Web96], [Feiner93]

Datum Ca.1994/5

Instandhaltung 55

VuMan 3

Anwendungsbereich Inspektion und Reparatur / Amphibienfahrzeugen

Aufgabe Die regelmäßige Wartung der Amphibienfahrzeuge der U.S. Marines erfolgt in einem entsprechenden Depot. Inspiziert werden über 600 einzelne Komponenten. Bei der herkömmlichen Inspektion werden die Ergebnisse auf Papier festgehalten und von einer anderen Person später abgeschrieben und in einen Wartungscomputer übertragen. Wenn es etwas zu reparieren gibt, werden die entsprechenden Ersatzteile bestellt bzw. aus dem Lager geholt (und aus der Inventarisierung genommen). Das Fahrzeug wird zur Reparatur eingeteilt und die defekten Teile werden ausgetauscht.

Anforderungen Die Hände müssen die meiste Zeit frei sein für die Ausführung von Ausgaben, die nicht die Benutzung des Computers betreffen. Bei entsprechenden Umweltbedingungen werden auch Handschuhe benutzt. Eine durchgängige Handfreiheit ist nicht erforderlich. Allerdings muss die Aufmerksamkeit der BenutzerIn bei ihrer eigentlichen Aufgabe bleiben können, auch wenn sie das Input-Device benutzt.

Die BenutzerIn muss sich bei der Inspektion frei bewegen können, da gerade diese Phase erhöhte Mobilität erfordert.

Das Wearable System soll vorrangig die Inspektionsphase unterstützen und genauso einfach zu benutzen sein wie die üblichen Clippboards.

Anwender/Partner Carnegie Mellon University für die U.S. Marine in Camp Pendleton

Lösung

Status Prototyp, eingesetzt in einem Feldtest

Produkt

Hardware Die Hardware wurde in mehreren Gerätegenerationen entwickelt (1991-94). Der Zyklus zeichnet sich durch einen intensiven Hardware-Designprozess und eine umfassende Evaluation aus.

Die Generation, die im vorliegenden Beispiel eingesetzt wurde, besteht aus einer Prozessoreinheit, die in ein ergonomisch gestaltetes Input-Device (Dial) integriert wurde und am Gürtel zu tragen ist. Die Ausgabe erfolgt über ein Standard HMD (Private Eye, CGA-Auflösung).

Peripherie Stand-alone-Lösung

Software Die in Papierform vorliegende Checkliste wurde implementiert

Charakteristika Der Einsatz von VuMan3 ist als „persönlicher Assistent“ konzipiert. Das Hardware-Design ist in einem intensiven kooperativen Prozess mit den BenutzerInnen erfolgt und dadurch gut angepasst. Eine „Wählscheibe“ mit zwei Buttons wurde als das für die Aufgabe optimale Eingabegerät identifiziert.

Das Drehen der Wählscheibe ist in beide Richtungen möglich und steuert das aktive Element. Jede Auswahl erfolgt durch das Anwählen per Wählscheibe und dem „Klicken“ mit einer Taste (in der Wählscheibe. Jede Auswahl kann zu einem neuen Bild mit weiteren Auswahlmöglichkeiten führen, so dass man verschieden tiefe Menüs abbilden kann.

Die Inspektionsaufgabe wurde in geeignete Teilaufgaben zerlegt, und es wurde für jedes Untermenü festgelegt, wo der Cursor beim Eintritt in das Bild stehen muss (Reduzierung des Interaktionsaufwands durch Integration von Expertenwissen).

56 Kapitel III: Anwendungen Vorteile Die Partizipation der BenutzerInnen am Design-Prozess und der Umstand,

dass die DesignerInnen es schafften, dass die BenutzerInnen das endgültige Design als IHRES betrachteten, ließen eine hohe Akzeptanz erwarten. Die Probanden im Feldversuch waren deshalb wohl auch sehr zufrieden mit dem entwickelten Prototyp und seiner Funktion.

Darüber hinaus konnte eine Zeiteinsparung von 40% erreicht werden, allerdings keine Zeitersparnis bei der Dateneingabe, da eine Inkompatibilität mit dem Reparaturkontrollsystem der Marine vorlag.

Anwendungsfälle Integration von Expertenwissen bei der Modellierung des Domänen-Wissens

Ergonomisches Hard- und Softwaredesign

Entwicklung von geeigneten Interaktionsmetaphern für mobile, „freihändige“ Tätigkeiten

Datenaufnahme und Ausfüllen von Formularen

Workflow-Managment: Abarbeiten von Checklisten

Referenzen

Quelle [Bas97], [Smail99]

Datum 1993-95

Instandhaltung 57

WinSpect - Computer im Blaumann

Anwendungsbereich Inspektion in der Produktion

Aufgabe Instandhaltung und Wartung von Kränen in einem Stahlwerk. Der technische Zustand der Einzelteile großer Industriekräne soll dokumentiert werden, um Ausfälle in der Produktion zu vermeiden.

Anforderungen Stillstandzeiten von Kränen in einem Stahlwerk sind sehr kostenintensiv, so dass regelmäßige präventive Wartungen durchgeführt werden. Für diese Inspektionen müssen die TechnikerInnen bisher auf die Kräne klettern, anhand einer Checkliste alle Elemente prüfen und den Inspektionsbericht schreiben, wenn sie wieder am Boden angekommen sind. Das ist ein fehlerträchtiges Vorgehen, dessen Qualität durch den Einsatz eines Wearable Computing-Systems deutlich verbessert werden kann. Das einzusetzende System darf die InspekteurIn bei ihrer primären Aufgabe nicht behindern. Es muss mit normaler Arbeitskleidung getragen und bedient werden können und den extremen Umweltbedingungen in einem Stahlwerk (Hitze, Lautstärke etc.) standhalten.

Anwender/Partner Stahlwerke Bremen in Kooperation mit TZI, Universität Bremen

Lösung


Produkt

Hardware Xybernaut MA IV mit Head-Up-Display, Kopfhörer, Mikrofon und Webcam

Peripherie um Sensorik und Eingabetechnologie ergänzter Arbeitshandschuh

Software Windows 98; MySQL Datenbank; Netmeeting; in Java entwickeltes Ein-/Ausgabe-Interface

Charakteristika Das Wearable-Computing-System wird in erster Linie dafür eingesetzt, der InspekteurIn die aktuelle Checkliste für eine Inspektion zu präsentieren, die Inspektionsergebnisse aufzunehmen und umgehend in eine zentrale Datenbank einzutragen. Darüber hinaus bietet es die Möglichkeit, die Doku-mentation zu den Bauteilen anzuzeigen sowie eine Videokonferenz z.B. mit einer ExpertIn an einem entfernten Ort zu führen.

Die Bedienung des Systems wird mit einem handelsüblichen Arbeitshandschuh durchgeführt. Dafür wurde dieser um spezielle Sensorik und Eingabetechnologie ergänzten, indem Schalter und Lagesensoren so integriert wurden, dass sie die eigentliche Arbeit nicht behindern und dennoch die vollständige Steuerung des IT-Systems ermöglichen.

Vorteile Im Vergleich zur Inspektion mit Notizblock und Bleistift bietet Winspect Zeitvorteile: Die Dateneingabe ist schneller, die abzuarbeitende Checkliste kann während der Inspektion von anderer Seite online aktualisiert werden, die Inspektionsergebnisse stehen sofort im gesamten IT-System zur Verfügung, und die InspekteurIn wird durch den Einsatz der digitalen Manuals und den Zugriff auf Zeichnungen etc. in ihrer primären Aufgabe unterstützt.

Anwendungsfälle Workflow-Management

Kontextabhängige Informationspräsentation

Dokumentation (Protokollierung, Berichtswesen)

Kommunikation z.B. mobile Videokonferenz

„freihändige“ Interaktion (bei der Eingabe von Daten und der Steuerung des Systems)

58 Kapitel III: Anwendungen Referenzen

Quelle http://www.tzi.de/wearable/DOCS/winspect.html

Datum 1999-2002

Online-Wartung mit Simon

Anwendungsbereich Inspektion und Wartung

Aufgabe Durchführung der Diagnose und Wartung z.B. von Postsortieranlagen. „Anlagen-Techniker oder -Monteure wären froh, wenn sie unübersichtliche Pläne oder komplizierte Reparaturanweisungen gegen etwas Handlicheres austauschen könnten“.

Anforderungen

Anwender Siemens AG

Lösung

Status Anwendungsstudie

Produkt Simon (System Integrated Maintenance Online)

Hardware Xybernaut Wearable Computer mit Headset, in das ein monukulares Microdisplay, Kopfhörer und Mikrofon integriert sind sowie ausgestattet mit einer Mini-Digitalkamera und evtl. einer Funknetzkarte

Peripherie

Software Standardbetriebssystem; Spracherkennung zur Sprachsteuerung; beliebige anwendungsspezifische Software; geeignete Programme zur Bereitstellung von Diagnoseanleitungen, Prüf- und Reparaturprozeduren, Bauteilinformation etc.

Charakteristika Das System wird per Sprache gesteuert, indem die TechnikerIn/MonteurIn dem System gesprochene Befehle gibt (z.B. ob sie eine Diagnoseanleitung, eine Prüf- und Reparaturprozedur oder eine Bauteilinformation benötigt). Die Informationen – z.B. Fotos, Videos, Texte – werden in dem vor einem Auge positionierten Mikrodisplay angezeigt.

Die im Headset integrierte Kamera ermöglicht die Erfassung von Maschinenzuständen. Bei Bedarf können die gewonnenen Bilder per Funk an die Zentrale weitergeleitet werden, so dass eine ExpertIn „remote“ hinzugezogen werden kann.

Vorteile Die TechnikerIn muss die umfangreiche und z.T. auch veraltete Dokumentation nicht ständig in Papierform bei sich tragen, sondern hat sie hochaktuell digital zur Verfügung.

Es müssen nicht jedes Mal ExpertInnen vor Ort sein, um kleinere Probleme zu beheben.

Anwendungsfälle Instruktion: Digitale Diagnoseanleitung und Prüf- oder Reparaturanleitung; Digitale Manuals

Multimediale ExpertInnenkonsultation

Referenzen

Quelle http://www.golem.de/0004/7459.html

Datum Veröffentlicht 28.4.2000

Instandhaltung 59

Wearable PC Boosts Productivity of Home Inspector

Anwendungsbereich Inspektion und Wartung /Wohnhäuser

Aufgabe Bei der Inspektion von Wohnhäusern muss die InspekteurIn viele unzugängliche Orte aufsuchen, und sie muss ihre Arbeit dokumentieren. Dies vor Ort zu tun, reduziert den Arbeitsaufwand.

Anforderungen kleines und mobiles Endgerät, handlich, mit Display, welches auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut lesbar ist

Produzent

Anwender/Partner

Lösung

Status Anwendungsstudie, evtl. kommerzieller Einsatz

Produkt

Hardware ViA II Wearble PC mit Handheld Display

Peripherie

Software WinSpect Software

Charakteristika Das System, auf dem die speziell angepasste Software WinSpect läuft, wird verwendet, um vor Ort Notizen von den zu inspizierenden Häusern zu machen und davon elektronische Dokumente zu erstellen.

Vorteile Reduzierung der Papierarbeit

Anwendungsfälle Prozessbegleitende (weitgehend automatische) Dokumentation (Protokollierung, Berichtswesen)

Workflow-Management (Abarbeiten von Checklisten)

Referenzen

Quelle http://www.flexipc.com/product/Images/inspect.pdf (gesehen: 15.07.2001)

Datum

http://www.flexipc.com/product/Images/inspect.pdf


Shipbuilder Trims Inspection and Troubleshooting Time by 70%

Anwendungsbereich Inspektion/Qualitätssicherung in der (verteilten) Produktion

Aufgabe Schiffe werden in verschiedenen Komponenten hergestellt und diese dann zusammengefügt. Das bedeutet, dass jede Komponente Richtlinien ent-sprechen muss, so dass am Ende alle Teile nahtlos zusammenpassen. Inspektionen überwachen jeden Schritt der Produktion. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, wird versucht die Inspektionen technisch zu unterstützen, um mehr Zeit für die Produktion aufwenden zu können. Der Inspekteur soll sofortigen Zugang zu den benötigten Informationen bekommen, ohne aufwendige Recherchen.

Anforderungen Robust; minimale Größe und Gewicht

Mobilität durch drahtlose Netzwerkanbindung; USB- und serielle Schnittstelle

Einfach in der Bedienung

Entwickler Bath Iron Works und ViA

Anwender/Partner

Lösung

Status Feldstudie, evtl. kommerzieller Einsatz

Produkt

Hardware ViA II PC mit am Kopf zu tragendem Display und einer drahtlosen Netzanbindung

Peripherie digitale Kameras mit hoher Auflösung

Software

Charakteristika Die InspekteurIn benutzen die im Wearable integrierte Digitalkamera, um digitale Aufnahmen von Fehlern und Schäden am Schiff zu machen und sie direkt an eine Intranet-Web-Seite zu schicken. Eine KonstrukteurIn begutachtet die Bilder und gibt Anweisungen, wie das Problem zu beheben ist. Die InspekteurInnen können mit dem System auch vor Ort in einem entsprechenden Informationssystem nach Informationen suchen, oder Spezifikationen und technische Zeichnungen abrufen.

Vorteile Die durchschnittliche Zeit, die zum Zugriff auf Informationen benötigt wird, reduziert sich erheblich von 2-3 Stunden auf 21 Minuten.

70%ige Verminderung der Zeit, die für Inspektionen aufgewendet wurde

Verbesserung der Kommunikation während des Herstellungsprozesses

Anwendungsfälle multimediale Kommunikation

multimediale Dokumentation (Protokollierung, Schadensberichtserfassung)

mobiles digitales Manual, inkl. technischer Zeichnungen

Referenzen

Quelle http://www.flexipc.com/product/Images/Industrial.pdf (gesehen: 15.07.2001)

Datum

http://www.flexipc.com/product/Images/Industrial.pdf

Instandhaltung 61

Netman

Anwendungsbereich Wartung / Gebäudetechnik

Aufgabe Wartung elektrischer Netzwerke und Computer auf einem Campus. Die typischen Arbeiten bestehen in der Fehlererkennung, der Reparatur und dem Ersatz fehlerhafter Teile und der Installation neuer Netzwerkkomponenten sowie der regelmäßigen Wartung.

Anforderungen Das System soll die Zusammenarbeit zwischen FeldtechnikerInnen und den ExpertInnen im Büro verbessern.

Anwender/Partner Universität Oregon: Computer Science Department und Computing Center

Lösung

Status Forschungsprototyp bestehend aus einem System von Computern und von Software

Produkt

Hardware Wearable Computer versehen mit einer drahtlosen Netzverbindung, einer Videokamera, einem Twiddler (zur einhändigen Eingabe), einem Trackball am Gürtel sowie einem monokularen HMD mit Kopfhörer und einem Mikrofon (der neuere Prototyp verwendet eine Wearable Computer der Firma ViA). Als Sensoren werden ein Infrarotempfänger zur Lokalisierung des Computers selbst und ein iButton-Scanner zur Objektidentifikation verwendet.

Stationäre vernetzte Workstation ergänzt um ein Headset mit Kopfhörer und Mikrofon.

Peripherie Infrarot-Sender in allen Räumen, in denen gearbeitet wird. Markierung relevanter Objekte mit einem iButton der Firma Dallas Semiconductor.

Software Anwendungssoftware auf beiden Computern, zentraler Datenbankserver, Web-Browser

Charakteristika Die FeldtechnikerInnen tragen das Wearable-System und können jederzeit online per Web-Browser auf die Handbücher sowie auf die Dokumentation der früheren Reparaturarbeiten zugreifen. Die richtigen Objektinformationen werden aus der zentralen Datenbank anhand der ID des Geräts mit dem Scanner ermittelt (zZ. nur Ort und Typ, später sollen die Informationen direkt im iButton abgelegt werden). Die aktuellen Arbeiten können vor Ort dokumentiert werden. Außerdem können spezielle Daten erfasst und sofort zentral gespeichert werden.

Bei auftretenden Problemen können die TechnikerInnen vor Ort mit den ExpertInnen im Backoffice per E-Mail, per Stimme oder auch über shared Video kommunizieren. Die Kommunikation wird erleichtert, weil die Position der mobilen ArbeiterIn per Infrarot automatisch ermittelt wurde. Shared Video sehen die TechnikerIn vor Ort und die ExpertIn im Bachoffice das gleiche Videobild. Die ExpertIn kann darüber hinaus einen Mauszeiger remote auf dem Display der FeldtechnikerIn bewegen.

Vorteile Die sofortigen und direkten Kommunikationsmöglichkeiten zwischen FeldarbeiterIn und externer ExpertIn per Ton UND Bild erleichtern die Zusammenarbeit und verkürzt damit auch den Zeitaufwand für die Kommunikation. Dazu trägt auch die gemeinsame Verwendung von Bildern und Videos bei. Die sofortige online-Dokumentation ermöglicht die genauere und ausführlichere Erfassung von später gut verwendbaren Zusatz-informationen. Der direkte online-Zugriff auf die Historie des Bauteils bzw. auf die früheren Dokumentationen wiederum kann Nachfragen überflüssig machen.

62 Kapitel III: Anwendungen Anwendungsfälle Kooperationsunterstützung durch gemeinsamen Zugriff auf multimediales

Informationssystem (Handbücher, Dokumentation früherer Reparaturen, shared video und remote-Mauszeiger der inhouse-PartnerIn)

Orts- und kontextabhängige Informationsauswahl und -präsentation

Online-Dokumentation (Protokollierung und Berichtswesen)

Zentrale Speicherung von Informationen

Kontextsensitiver Dokumenten-Browser

Interaktive Karte

Referenzen

Quelle http://www.hitl.washington.edu/people/grof/VRAIS98/Kortuem.html gesehen 20.10.01

[Kor99], [Bau98]

Datum Ca. 1998

Medizin In der Medizin wird Computertechnologie bereits intensiv genutzt, sowohl in der Verwaltung und bei der Abrechnung als auch in der Diagnose und bei der Behandlung. Die eingesetzten Systeme sind in der Regel stand-alone-Lösungen, die auf die jeweilige Aufgabe hin optimiert sind. Da die Medizin in weiten Teilen ein hochgradig sicherheits- und datenschutzkritischer Bereich ist, ist diese Sicherheits-maßnahme verständlich. Es gibt jedoch Bestrebungen, zumindest die Krankenakten jeder PatientIn zu einer Akte zusammenzuführen, um so zu einer vollständigen „digitalen Krankenakte“ zu kommen, die jeder behandelnden ÄrztIn und jedem anderen medizinischen Personal zur Verfügung steht. Die digitale Krankenakte muss an einem zentralen Ort abgelegt sein, auf den alle Beteiligten leichten und schnellen kontrollierten Zugriff haben. Dieser Zugriff erfolgt in einer medizinischen Einrichtung, z.B. einem Krankenhaus, oder einer Arztpraxis per Computerterminal und über das in diesen stationären Einrichtungen vorhandene Datennetz. Bei der Nutzung drahtloser Netze und entsprechender End-geräte kann diese Krankenakte jederzeit und überall eingesehen und geführt werden, wobei man dann von einer „mobilen Krankenakte“ spricht.

Der schnelle, ortsunabhängige Zugriff auf aktuelle Patienteninformationen ist besonders in der Not-fallmedizin wichtig. Darüber hinaus kann genau in diesem Fall eine schnelle und umfassende Kom-munikation zwischen Rettungsteam und Krankenhaus lebenserhaltend wirken, insbesondere wenn die vor Ort erhobenen Daten sofort protokolliert und vor dem Eintreffen der PatientIn an das angefahrene Krankenhaus übermittelt werden. Da bei einem Notfall die medizinische Versorgung die primäre Aufgabe der ÄrztInnen und Sanitäter vor Ort ist, ist die Medizin für Wearable Computing ein Anwendungsbereich. Eine erste prototypische Umsetzung ist unten nachzulesen.

Neben der Notfallmedizin gibt es noch einen weiteren mobilen Arbeitsbereich: die häusliche Pflege. Eine Studie der Wearable Computing Research Group der University of Oregon hat verschiedene Szenarien herausgearbeitet, wo und wie Wearable Computing in der häuslichen Pflege eingesetzt werden kann. Einerseits sollte das Pflegepersonal beispielsweise anhand der Krankenakte und der aktuellen Behandlungshinweise der behandelnden ÄrztIn mit aktuellen patientenbezogenen Informa-tionen versorgt werden. Sie soll die erforderliche Dokumentation direkt vor Ort durchführen, u.U. mit der behandelnden ÄrztIn oder mit anderen PatientInnen kommunizieren können, ohne eine Vielzahl von Geräten oder Papieren mit sich tragen zu müssen.

Zum anderen kann eine PatientIn, deren Vitalwerte in regelmäßigen Abständen gemessen werden müssen, mit einem Wearable Computing-System ausgestattet werden, das die erforderlichen Messun-gen vornimmt, auswertet und der PatientIn medizinische Instruktionen gibt bzw. die Informationen an das Krankenhaus übermittelt. Bei RisikopatientInnen kann auch ein manueller oder automatischer Alarm ausgelöst werden. Das eingesetzte mobile, tragbare Computersystem muss über eine gewisse Intelligenz verfügen, um diese Funktion zu erfüllen.

Wearable Computing kann aber auch die Funktion einer Prothese erfüllen, indem die technische Wahrnehmung, die von den verschiedensten anschließbaren Sensoren geliefert wird, in eine von der BenutzerIn wahrnehmbare transformiert wird. Steve Mann, einer der ersten permanenten Träger eines Wearable Computers, hat bereits in den 80er Jahren eine Weste für sehbehinderte Menschen vorge-schlagen, die mit Radar Gegenstände in der Umgebung registriert und deren Position der TrägerIn in Form von Vibrationen zugänglich macht. Wahrnehmungsunterstützung ist nicht nur für behinderte Menschen nützlich, auch TechnikerInnen könnten etwas Entsprechendes z.B. bei der Wartung gebrauchen. Im Abschnitt „Krisenmanagement“ ist der Einsatz einer mobilen elektronischen „Nase“ dokumentiert, der ebenfalls unter diesen Begriff fällt. Wahrnehmungsunterstützung ist ein Anwen-dungsfall für Wearable Computing, der weitere Aufmerksamkeit verdient.

63


MediWear

Anwendungsbereich Medizin und häusliche Pflege

Aufgabe Es gibt drei Aufgabenbereiche: 1. Pflegepersonal soll bei der häuslichen Pflege unterstützt werden. 2. PatientInnen soll ermöglicht werden, sich zu Hause zu kurieren und dennoch unter intensiver medizinischer Kontrolle zu bleiben. 3. Unterstützung von Sanitätern

Anforderungen Zu 1: Das System soll der PflegerIn/Krankenschwester die richtige Behandlung und den aktuell gewünschten Zustand der PatientIn im Heilungs-prozess darbieten. Es soll die Behandlung dokumentieren, ohne dass die PflegerIn die Hände dafür benutzen muss. Sie sollte Zugriff auf die elektro-nische Patientendatei haben und mit Krankenhaus und PatientInnen kommunizieren können, ohne ein weiteres Gerät zu benutzen.

Zu 2: In Abhängigkeit von der Krankheit der PatientIn sollen unterschiedliche Vitalfunktionen mit unterschiedlicher Häufigkeit gemessen und überwacht werden. Die Ergebnisse werden ans Krankenhaus übermittelt. Darüber hinaus sollte das System aber auch über eine gewissen Intelligenz verfügen, die der PatientIn automatisch medizinische Instruktionen erteilt. Bei RisikopatientInnen kann ein manueller oder automatischer Alarm ausgelöst werden.

Zu 3: Ähnlich 1.

Anwender/Partner Wearable Computing Research Group University of Oregon, Computer & Information Science Department

Lösung

Status Forschungsstudie

Spezifikation

Hardware Oregon Wearable Computer

Software

Charakteristika

Anwendungsfälle mobile Krankenakte

Erfassung von Vitaldaten mit automatischer Diagnose; Alarmierung

Dokumentation (Protokollierung, Berichtswesen)

Vorteile

Referenzen

Quelle http://www.cs.uoregon.edu/research/wearables/Projects/MediWear2/ gesehen: 22.08.2001

Datum 1995-97

http://www/

Medizin 65

VibraVest

Anwendungsbereich Medizin / Prothetik

Aufgabe Unterstützung von blinden Menschen

Anforderungen Ergänzung der Wahrnehmung um das taktile Wahrnehmen von Objekten auf eine gewisse Entfernung

Anwender/Partner S. Mann, Universität Toronto (vormals MIT)

Lösung


Produkt

Hardware 1980er WearComp, ergänzt um Radar-Sensoren

Peripherie taktiles Display integriert in eine Weste

Software GNU/Linux und entwickelte Programm zur Abfragen der Sensoren und zur Steuerung des taktilen Displays

Charakteristika Die Radar-Sensoren des WearComp registrieren die Gegenstände in der Umgebung und ein entsprechendes Programm setzen sie in Vibrationen um. Es sind verschiedene Konfigurationen möglich, so dass entweder Entfernung oder Geschwindigkeit und Richtung der Dinge relativ zur TrägerIn taktil wahrgenommen werden kann. Es sind keine zusätzlichen Bedienelemente erforderlich. Das Gerät führt sozusagen eine "Sinnesumwandlung" durch: Ein Reiz, den ein blinder Mensch nicht wahrnehmen kann, wird in einen wahrnehmbaren umgewandelt. Wie die technische Wahrnehmung erfolgt, d.h. welche Sensoren verwendet werden, spielt keine Rolle; es zählt nur die Tatsache, dass die BenutzerIn die Gegenstände wahrnimmt. Die entsprechende Wahrnehmung eines sehenden Menschen erfolgt auch nicht per Radar, sondern über die Augen, doch das Ergebnis ist das gleiche: Wahrnehmung von entfernten Objekten.

Vorteile Nach einiger Zeit der Benutzung – Gewöhnungsphase – beginnt das Gerät, für seine BenutzerIn wie eine wahre Erweiterung des Körpers zu funktionieren, wie andere Werkzeuge und Prothesen es auch tun. Die TrägerIn bekommt so die Fähigkeit, entfernte Objekte taktil wahrzunehmen.

Referenzen

Quelle http://www.eyetap.org/wearcomp/isea97/index.html (gesehen: 13.11.01)

Datum ca. 1980


The NOAH Vest

Anwendungsbereich Medizin,

Aufgabe Zeitverluste bei der Informationsübermittlung sind vor allem bei zeitsensitiven Notfällen, wie z.B. bei schwerstverletzten Unfallopfern, Herzinfarkten etc., nicht akzeptabel. Es werden erhebliche Defizite an der Schnittstelle Rettungsdienst-Krankenhaus festgestellt, die auf dem Einsatz weitgehend überholter und veralteter Kommunikationstechniken und -wege beruhen und zu Informationsverlusten und -verfälschungen führen. Eine weitere Schwachstelle ist die Dokumentation, die oft unvollständig und unpräzise ist.

Anforderungen

Anwender/Partner Unfallchirurgie des Universitätsklinikums Regensburg

Lehrstuhl Wirtschaftsinformatik III der Universität Regensburg

KRATZER Automation AG, Unterschleißheim

Leitung: Rettungszentrum Regensburg e.V. NOAH

Lösung


Produkt Notfall-Organisations- und ArbeitsHilfe - NOAH

Hardware Xybernaut MA IV mit Modem und Wrist-Mounted-Touchscreen

Peripherie

Software

Charakteristika Das Rettungszentrum Regensburg e.V. entwickelte ein Kommunikationskonzept für das Rettungswesen, die Notfall-Organisations- und ArbeitsHilfe – NOAH. Der Lösungsansatz besteht aus einer verbesserten Kommunikationsanbindung der NotärztIn an die Rettungsleitstelle und die Notaufnahmen der Krankenhäuser. Mit NOAH können für das Einsatzmanagement wichtige Daten und Informationen in Sekundenschnelle erfasst und optimal weitergegeben werden. Die Qualität der Dokumentation verbessert sich durch einfache Eingabe und sauberen Ausdruck.

Vorteile Alle wichtigen Informationen stehen im Rettungsmittel, in der Rettungsleitstelle und in den Notaufnahmen frühzeitig, übersichtlich und strukturiert zur Verfügung. Mit den am Einsatzort erhobenen Daten kann die Rettungsleitstelle während der Patientenversorgung einen Zielklinikvorschlag erarbeiten und den Notfallpatienten in der Zielklinik voranmelden. Die aufnehmende Klinik kann frühzeitig vorbereitende Maßnahmen zur Weiterversorgung des Notfallpatienten treffen. So wird ein Zeit- und Infor-mationsvorsprung erreicht, ein Vorsprung, der u.U. über Leben und Tod entscheiden kann.

Anwendungsfälle mobile Datenaufnahme sowie umfassende, nicht redundante elektronische Dokumentation von Einsatzabläufen

Kommunikation mit der Rettungsleitstelle und anderen beteiligten Instanzen

Referenzen


http://www.uni-regensburg.de/Fakultaeten/Medizin/Uch/noah/ (gesehen: 27.09.01)

Datum ca. 1999-2001


Tourismus, Kultur Die Tourismusbranche hat für sich schon längst das Internet als Vertriebsplattform entdeckt – und auch viele Reisende nutzen dieses Medium, um sich über Reisemöglichkeiten zu informieren, um Reisen zu buchen, um sich einen Eindruck vom Reiseziel zu machen oder sogar, um zu Hause am PC verschiedene Aktivitäten für den Aufenthalt zu planen und vorzubereiten. Doch nicht jede Reise wird so vorbereitet und die meisten UrlauberInnen entscheiden sich erst vor Ort und häufig ganz spontan für das tägliche Programm. In dieser Situation möchte niemand allgemeine Reiseinformationen haben, sondern spezielle ortsbezogene Angebote, die möglichst genau den eigenen Vorlieben und Möglichkeiten entsprechen. Unter dem Stichwort location based services wird an Angeboten gear-beitet, die neben ortsbasierten Informationen insbesondere auch ortsbasierte Dienste wie Reservie-rungen, Kartenvorbestellungen usw. anbieten. Kommerziell umgesetzt werden derartige Services z.T. bereits für den Zugriff per Handy und WAP, doch die Informationsdarstellung und die Interaktion mit diesem Gerät ist sehr eingeschränkt, so dass hier noch Verbesserungen erforderlich und auch zu erwarten sind. Die Vorlieben und Interessen von BesucherInnen einer WWW-Seite beispielsweise werden heute bereits ermittelt.

Eine andere wünschenswerte Funktion, die für TouristInnen überaus wichtig ist und die ein mobiles, tragbares Computersystem erfüllen kann, ist die Orientierungshilfe in einem unbekannten Gebiet. Fahrzeuge werden heute standardmäßig, zumindest bei einigen Marken, mit einem Navigationssystem ausgestattet, das die FahrerIn durch unbekannte Straßen und unter Berücksichtung der aktuellen Ver-kehrssituation schnell zu ihrem Ziel lotst. Ein solches System ist auch für FußgängerInnen nützlich und zwar sowohl im Freien als auch in Gebäuden. Technisch ist zur Lösung dieser Problemstellung die Integration verschiedener geografischer Positionsbestimmungssysteme in ein umfassenderes Modell erforderlich sowie die Entwicklung einer dem jeweils eingesetzten Endgerät angemessenen Informationspräsentation und eines möglichst intuitiven Interaktionskonzepts.

Über die reine Navigations- und Orientierungshilfe hinaus können Wearable Computer sehr gut als „mobile Informationssysteme“ eingesetzt werden, die speziell auf die individuelle BenutzerIn hin optimierte, orts- und kontextbezogene Informationen bereitstellen bzw. aktiv anbieten. TouristInnen können multimediale Informationen als Text, Bild und Video und insbesondere in dreidimensionaler grafischer Form dargeboten werden und sollen mit AR-Technologie direkt in ihr Sichtfeld eingeblen-det werden. Als Anwendungssysteme sind Campus-Informationssysteme, virtueller Reise- bzw. Museumsführer usw. intendiert. Die technologischen Herausforderungen sind groß, insbesondere die AR-Registrierung, d.h. die punktgenaue visuelle Überlagerung der Blickrichtung der BenutzerIn mit 3D-Informationen in Echtzeit, stellt ein noch nicht gelöstes Problem dar, an dem intensiv gearbeitet wird. Für den kommerziellen Einsatz muss evtl. noch weiterer Content bereitgestellt werden. Außer-dem müssen die bereitgestellten Informationen thematisch und ortsbezogen so miteinander in Bezug gebracht werden, dass sie für jede BenutzerIn entsprechend ihres Profils gefiltert dargeboten werden können.

Darüber hinaus stehen noch zu anderen Aspekten Entwicklungen aus: Wearable Computing Systeme werden u.a. dadurch charakterisiert, dass sie proaktiv und immer im Wahrnehmungsbereich der BenutzerIn sind. Für den Bereich Tourismus bedeutet diese Eigenschaft, dass die BenutzerIn sich ihre Informationen nicht immer „selbst beschaffen“ muss, sondern systemgesteuert angeboten bekommen kann. Ein proaktives Computersystem im Tourismus muss die ortsbezogenen Angebote mit dem Pro-fil der BenutzerIn abgleichen und weitere Kontexte, z.B. den aktuellen Aufenthaltsort, die Uhrzeit, die bisherigen Aktivitäten usw. mit einbeziehen, um sinnvolle Empfehlungen geben zu können. Con-text-Awareness und Benutzermodellierung (user modeling) sind erforderlich, um diese Anforderun-gen zu erfüllen. Außerdem muss noch untersucht werden, wie Proaktivität und die daraus resultie-rende Interaktion zu gestalten ist.

Von einer anderen Perspektive aus gesehen kann ein Wearable Computer, der mit einer Videokamera und anderen Aufzeichnungsmöglichkeiten ausgestattet ist, auch als „Reisetagebuch“ verwendet werden und so der BenutzerIn zur Erinnerungsunterstützung dienen. Kommerziell verfügbar sind bisher nur Wearable Online-Berichterstattungssysteme (z.B. von ART+COM), die allerdings von der erforderlichen Hardwareausstattung her für TouristInnen bzw. für den persönlichen Gebrauch noch ungeeignet sind.

67

68 Kapitel III: Anwendungen In den folgenden Schemata werden Forschungsprojekte und Prototypen beschrieben, die sich mit der Entwicklung von mobilen Informationssystemen befassen.

Touring Machine

Anwendungsbereich Tourismus

Aufgabe Campus-Informationssystem

Anforderungen

Anwender/Partner Columbia Universität: Department of Computer Science und Graduate School of Architecture, Planning and Preservation

Lösung


Produkt MARS (Mobile Augmented Reality Systems) ist ein Prototyp der Columbia Universität, der aus einem Hard-/Softwaresystem besteht.

Hardware Computer im Rucksack (im Prinzip kann ein beliebiger Computer eingesetzt werden).

Am Kopf zu tragendes binokulares see-through 3D-Display, das mit einem Tracker zur Ermittlung der Orientierung des Kopfes der BenutzerIn ausgestattet ist.

DGPS, um die Position der BenutzerIn zu lokalisieren.

Ein Handheld 2D-Display mit Stift zu bedienen, das drahtlos mit dem Rucksackcomputer verbunden ist und als Input-Device dient. Der Handheld ist auf der Rückseite mit einem Trackpad ausgestattet.

Eine Kamera in Höhe des rechten Auges zeichnet auf, was die BenutzerIn sieht.

Peripherie

Software Die selbst entwickelte Plattform COTERIE wurde eingesetzt, die ein verteiltes System ist und sich für verschiedene Betriebssystemplattformen eignet.

Ein selbstentwickelter http-Server wird eingesetzt.

Tourismus 69 Charakteristika Das Campus-Informationssystem unterstützt die BenutzerIn dabei, Orte,

Plätze und Gebäude auf dem Gelände zu finden. Es erlaubt ihr, Informationen über sie interessierende Dinge abzufragen, z.B. zu Gebäuden, Statuen etc.

Abhängig von der Position und Orientierung der BenutzerIn wird ihr Blick auf die reale Welt mit entsprechenden textuellen Informationen überlagert. Die Eingabe der Anfragen erfolgt über das Auswählen von Hyperlinks (angezeigt im HMD als Flagge) mit dem Kopf (fixieren einer Flagge, sie wechselt dann ihre Darstellung, so dass die BenutzerIn sieht, zu welchem Thema sie etwas auf dem Handheld sehen wird). Für die Menüauswahl aus der HMD-Anzeige wird das Trackpad am Handheld mit einer Gestensprache benutzt.

Das Display in der Hand zeigt ein anderes Bild als das HMD. Es zeigt z.B. die Homepage der Fakultät, vor der die BenutzerIn gerade steht. Es wird für Darstellungen benutzt, die eine gute Auflösung erfordern. Es gibt immer eine Korrespondenz zwischen der Anzeige im HMD und der auf dem Handheld.

Das System kann auch als Orientierungshilfe verwendet werden, indem die BenutzerIn auf dem Handheld ein Gebäude wählt, das sie erreichen will. Ein im HMD eingeblendeter Kompass gibt ihr dann die Richtung an, in die sie gehen muss.

Vorteile Die BenutzerIn erhält am richtigen Ort die richtige ausführliche Information, wenn sie die angebotenen und visuell angezeigten Informationensquellen aktiviert. Die beiden Displays zeigen jeweils die Information, für die sie besonders geeignet sind, das Handheld-Gerät z.B. die hochauflösenden Bilder, das HMD nur Markierungen, die die Sicht auf das reale Objekt überlagern und anzeigen, dass es weiterführende Informationen gibt.

Anwendungsfälle ortsabhängige Informationspräsentation, multimedial

Navigationsunterstützung

Referenzen

Quelle http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/mars/touring.html (gesehen 18.10.01)

[Feiner97]

Datum 1993-96

http://www/


Mobile Journalist's Workstation


Aufgabe Campus-Informationssystem mit zusätzlichen ortsabhängigen multimedial präsentierten Informationen (historische und architekturbedingte)

Anforderungen

Anwender/Partner Columbia University: Department of Computer Science

Lösung


Produkt Einsatz von MARS (siehe Touring Machine)

Hardware die MARS-Hardware wird um einen Kopfhörer und eine drahtlose Vernetzung ergänzt

Peripherie

Software Zusätzlich zu der vorhandenen MARS-Software wurden Autorensysteme für die Herstellung des multimedialen Informationsmaterials entwickelt.

Charakteristika Das Campus-Informationssystem “Touring Machine” wurde erweitert um die Präsentation zusätzlicher multimedialer Informationen (als Ton, Text, Bilder, Videos). Was dargestellt wird, wird positionsabhängig präsentiert und wird durch die Darstellung einer Flagge (oder eines anderen ikonographischen Labels) im computergenerierten Bild visualisiert, die als Hyperlink selektiert und damit aktiviert werden kann. Als Eingabemedium kann die Kopfbewegung dienen, aber auch das Trackpad und die Stifteingabe auf dem Handheld.

Der aktuelle Prototyp zeigt der BenutzerIn “Situated Documentaries”. ZZ. sind das multimediale Dokumente über die 68er Studentenrevolution, über das unterirdische Tunnelsystem und über die frühe Geschichte des Campus. Gezeigt werden diese Dokumente z.T. im HMD (Rekonstruktionen alter Gebäude), d.h. sie überlagern das reale Bild, oder auf dem hochauflösenden Handheld (z.B. Videos). Auf dem Handheld-Gerät läuft ein eigener Web-Server, als Oberfläche wird ein einfacher Browser verwendet.

Für die Visualisierung eines 360Grad-Rundumbildes wird das See-Through-Display mechanisch in ein opaques Display verwandelt.

Die Datenbank mit allen Informationen ist im Rucksack-Computer gespeichert. Der Web-Browser des Handhelds kann jedoch über eine drahtlose Verbindung auf weitere Informationen im Internet zugreifen.

Vorteile Die verschiedenen Eigenschaften der Displays werden ausgenutzt, um eine optimale Darstellung der jeweiligen Information zu erreichen. Unterschied-liche Eingabegeräte ermöglichen es der BenutzerIn nach Belieben eine situationsabhängige Auswahl zu treffen.

Anwendungsfälle ortsbezogene Informationspräsentation, multimedial

Navigationsunterstützung

Referenzen

Quelle http://www.cs.columbia.edu/graphics/mars/mjwSd.html

[Höl99]

Datum 1997-99

Tourismus 71

Indoor/Outdoor Collaboration

Anwendungsbereich Tourismus / Wartung

Aufgabe Anbindung eines mobilen AR-Systems an ein Indoor Multi-User AR-System

Anforderungen Die BenutzerInnen des mobilen AR-Systems und die des Indoor-Systems sollen miteinander kollaborieren, so dass eine Interaktion in beide Richtungen stattfindet.

Anwender/Partner Columbia Universität: Department of Computer Science

Lösung


Produkt Einsatz von MARS (siehe Touring Machine)

Hardware Die MARS-Hardware für das mobile AR-System wird ergänzt um diverse andere, auch nicht-mobile Computer für die KooperationspartnerInnen (z.B. wearables, hand-held, stationary desktop, stationary wall-sized, stationary immersive AR).

Peripherie

Software

Charakteristika Das User-Interface für Indoor/Outdoor Collaboration ermöglicht es, die BenutzerIn, die sich außerhalb der Gebäude mit dem mobilen AR-System bewegt, zu beobachten/überwachen und ggf. von ExpertInnen „remote“ zu unterstützen. Im Gegenzug kann die mobile BenutzerIn ihre Beobachtungen den Personen innen berichten.

Für die verschiedenen zu erwartenden Situationen und Kombinationen wurde eine Infrastruktur geschaffen, die es erlaubt, auf die gleichen Informationen mit verschiedenen Personen gleichzeitig und mit ganz unterschiedlichen Interfaces zuzugreifen. Darüber hinaus haben die verschieden ausgestatteten BenutzerInnen unterschiedliche Aufgaben in der Kollaboration, die mit entsprechenden Programmen unterstützt werden.

Vorteile

Anwendungsfälle ortsabhängige Informationspräsentation, multimedial


multimediale und multimodale Kommunikation und Kollaboration mit ExpertInnen

Referenzen

Quelle http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/mars/marsUIs.html gesehen 18.10.01

Datum 1999-


ARREAL


Aufgabe Navigationshilfe für Fußgänger (drinnen und draußen)

Anforderungen

Anwender/Partner Sonderforschungsbereich 378 „Ressourcenadaptive Kognitive Prozesse“, Universität Saarland, Lehrstuhl Prof. W. Wahlster

Lösung

Status 2 abgeschlossene Diplomarbeiten

Produkt

Hardware Im Rucksack zu tragender Computer mit einem Clip-on Monitor für die Brille und einem Zweiknopf-Eingabedevice. Die Ermittlung der Position der BenutzerIn erfolgt draußen per GPS und im Gebäude per selbstgebautem Infrarotsender.

Peripherie

Software

Charakteristika Das System soll der BenutzerIn innen wie draußen als Navigationshilfe dienen. Darüber hinaus unterstützt es Anfragen z.B. zu Gebäuden in der unmittelbaren Umgebung der BenutzerIn. Die Auswahl erfolgt mit einer einfachen Zeigegeste mit dem Eingabegerät auf das Gebäude. Das System ist adaptiv, d.h., es passt sich automatisch an die BenutzerIn an. Im vorliegenden Prototyp wird die Menge der präsentierten Information in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der sich die BenutzerIn voran bewegt, festgelegt (langsam gehen = ausführliche Informationen).

Vorteile

Anwendungsfälle Navigationshilfe (drinnen und draußen)

Adaption an die BenutzerIn durch kontextabhängige (Bewegungsgeschwindigkeit) Informationspräsentation

intuitive Interaktion (Zeigen)

Referenzen

Quelle http://www.golem.de/0107/14859.html veröffentlicht am 17.7.01

Datum 1999-2000

http://www/

Tourismus 73

Deep Map


Aufgabe Intelligenter Stadtführer: Personalisierte Stadtführung an einem unbekannten Ort mit Navigationshilfe, „geführtem Rundgang“ und Hintergrund-informationen zu den besuchten historischen Plätzen.

Anforderungen

Partner European Media Lab (EML), Heidelberg, und internationale Universitäten und Forschungsgruppen

Lösung


Produkt intelligentes GIS

Hardware Xybernaut MA IV mit Wrist-Mounted-Keyboard und Head-Mounted-Display mit integriertem Mikrofon und Kopfhörer

Peripherie

Software

Charakteristika Das System fungiert als virtueller Stadtführer. Der Person, die es benutzt, kann es einen persönlich zugeschnittenen Rundgang bieten. Die TouristIn kann dem System gesprochene Anweisungen geben und weitreichende Fragen stellen, welche anhand der Informationen aus der enthaltenen multimedialen Datenbank und der implementierten künstlichen Intelligenz beantwortet werden. Die Ausgabe erfolgt über gesprochenen oder visuell angezeigten Text, Bilder oder Grafiken.

Ferner besitzt Deep Map eine umfangreiche historische Datenbank, so dass virtuelle Zeitreisen durchgeführt werden können. Darüber hinaus können mit dem umfangreichen intelligenten Geo-Informationssystem „Was-Wäre-Wenn“-Analysen für die Stadtplanung vor Ort durchgeführt werden

Multimedia Datenbank, die nicht nur 3D-Informationen von Heidelberg, sondern auch umfangreiche historische und demographische Informationen gespeichert hat.

Vorteile Orientierungs- und Navigationshilfe vor Ort

Auf die Bedürfnisse der BenutzerIn anpassbar

Anwendungsfälle „geführter Rundgang“

Adaption an die BenutzerIn

ortsabhängige Informationspräsentation (multimedial und die Realität überlagernd)

intuitive Interaktion (Sprachsteuerung)

vor-Ort-Simulationen

Referenzen


Datum 1999



Mobiles Geo-WWW


Aufgabe Es wird angenommen, dass 80% aller Informationen einen Raumbezug haben. Dieser Ortbezug soll nun in den unfangreichen ortslosen Informationsraum des WWW übertragen werden, um auch Informationen ortsbezogen zu filtern.

Anforderungen

Anwender/Partner Institut für parallele und verteilte Rechner, Universität Stuttgart, Forschergruppe NEXUS, mit Xybernaut

Lösung


Produkt Geo-WWW Service

Hardware Xybernaut Wearable Computer mit dGPS

Voraussetzung ist eine vorhandene Infrastruktur bestehend aus sog. „virtuellen Litfasssäulen“

Peripherie

Software

Charakteristika In diesem Projekt geht es um die Entwicklung einer Plattform für ortsbezogene Anwendungen, die beliebigen Anwendungen Zugriff auf ein Modell der Welt bietet. Dieses Modell enthält Objekte wie Gebäude, Straßen oder auch mobile BenutzerInnen und „virtuelle Litfasssäulen“, die als Metaphern für ortbezogene Informationen oder Informationsdienste dienen. Sensoren „beobachten“ die reale Welt und passen das Modell laufend der realen Welt an, mittels Aktoren können wiederum Geräte auf Zustands-änderungen des Modells reagieren.

Bei der „virtuellen Litfasssäule“ handelt es sich einerseits um ein virtuelles Objekt, das nur als Datenstruktur in einem Rechner existiert. Andererseits sind solche Objekte realen Orten in der Stadt zugeordnet, z.B. dem Hauptbahnhof, den Museen oder Hotels. Das besondere daran: Es können nicht nur Informationen abgerufen werden, sondern auch Interaktionen mit DienstleisterInnen stattfinden. Der Zugriff auf diese räumlich bezogenen Angebote erfolgt über tragbare Computer oder intelligente Funktelefone.

Vorteile Drastische Reduzierung der angebotenen Informationsmenge

Anwendungsfälle Filterung und Bereitstellung von Informationen und Diensten anhand des aktuellen Ortsbezugs der BenutzerIn

Referenzen


http://www.nexus.uni-stuttgart.de/ (gesehen: 25.09.01)

Datum 1999


http://www/

Tourismus 75

Virtueller Reiseführer


Aufgabe Virtuelle Reisen in die Vergangenheit wichtiger Baudenkmäler soll ermöglicht werden mit einem sogenannten „geographischen Touristen-Informationssystem“.

Anforderungen Der BenutzerIn soll im Gelände bzw. in den Straßen einer Stadt direkt vor Ort gezeigt werden, wie zerstörte oder beschädigte Gebäude früher ausgesehen haben.

Anwender/Partner Fraunhofer Gesellschaft, Institut für graphische Datenverarbeitung Darmstadt

Lösung


Hardware Xybernaut Wearable Computer mit Head-Mounted-Display, Kamera, Kopfhörer und Mikrofon; am Gürtel getragen. U.U. um Wrist-Mounted-Keyboard ergänzt. In einer neueren Version wird eine Art Fernglas von N-Vision eingesetzt, das das Headset ersetzen soll. Es wird bei Bedarf vor die Augen gehalten und hängt ansonsten um den Hals.

Software Geographisches Informationssystem wird entwickelt

Charakteristika Das Touristen-Informationssystem zeigt den früheren Zustand zerstörter oder beschädigter Gebäude, aber auch standortbezogene aktuelle Informationen. Zz. sind ist ein Modell des Heidelberger Schlosses verfügbar. Die Darstellung des virtuellen Gebäudes erfolgt in 3D in Abhängigkeit vom Blickwinkel der BenutzerIn. Das computergenerierte Bild überlagert die reale Sicht, ohne sie vollständig zu verdecken.

Eine Sprachsteuerung des Systems soll möglich sein. Auch ein Routenplaner ist als Zubehör geplant, genauso wie das Angebot, ein Hotelzimmer zu reservieren.

Vorteile Die BenutzerIn erhält neben interessanten geschichtlichen Informationen eine Orientierungshilfe und für die Zukunft eine rundum-Unterstützung, die exakt auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sein kann.

Anwendungsfälle orts- und positionsabhängige Informationspräsentation

Navigation: Orientierungshilfe und Routenplanung

Adaption an die BenutzerInnenpräferenzen

Referenzen

Quelle [chip2000]

http://www.golem.de/0007/8604.html veröffentlicht am 7.7.00

Umwelt, Landwirtschaft Unter der Überschrift “Umwelt, Landwirtschaft” werden hier Anwendungsbereiche zusammen-gefasst, die das Urbane betreffen und hier insbesondere die Vermessung geographischer Gebiete, z.B. zur Kartographierung, aber auch die Informationsakquisition über geologische Gegebenheiten, land-wirtschaftliche Nutzungsflächen oder die Beobachtung von Tieren, die alle eine geographische Kom-ponente beinhalten und einer möglichst genauen Positionsbestimmung bedürfen.

Als Anwendungsbeispiele dokumentiert sind zwei Szenarien der Landvermessung, für die ein Wear-able Computer mit einem entsprechenden elektronischen Vermessungsgerät gekoppelt und mit einer sonst stationär eingesetzten Kartographie- und Informationserfassungssoftware ausgestattet wurde. Der Zugewinn bei diesem mobilen Einsatz ist aber nicht nur diese Kombination, sondern gerade die Möglichkeit, die Qualität der aktuellen Messungen und der Informationsakquisition durch den Abgleich mit bereits vorhandenen Informationen deutlich zu verbessern. Diese durch die drahtlose Vernetzung eröffnete Möglichkeit der Qualitätssicherung ist eine der herausragenden Eigenschaften aller hier genannten Anwendungsbeispiele. Neben der expliziten Landvermessung werden unten noch die Akquisition von Daten zur Wachstumskontrolle von Avokadobäumen und die systematische Detektion unterirdischer Versorgungsleitungen sowie ein auf digitalen Feldkarten basierendes mobi-les System zur Erfassung geographischer Daten dargestellt.

Die vorgeschlagenen Lösungsansätze basieren zz. noch auf einer Kombination vorhandener mobiler Messgeräte mit einem Wearable Computer und auf der Portierung stationärer Software auf das mobile System. Um für diese Wearable Computing Systeme einen breiten kommerziellen Markt zu schaffen, muss die Anpassung an die mobile Tätigkeit noch intensiviert werden, z.B. durch eine angemessene Neugestaltung der Benutzungsschnittstelle und der Interaktion zwischen Mensch und Computer-system.

Collecting Invisible Data

Anwendungsbereich Umwelt

Aufgabe Verwaltung von unterirdischen Rohrleitungen, Kabeltrassen und Tunnel: Die Ver- und Entsorgung von Städten und Gemeinden erfolgt unterirdisch. Diese Infrastruktur, bestehend aus Netzen von Kabeln, Rohren, Leitungen und Tunneln, muss regelmäßig gewartet, bei Bedarf repariert oder bei Neuanlagen auch identifiziert werden. Die Ortung und Handhabung dieser Infrastruktur soll effektiviert werden, insbesondere soll nicht nur das Radargerät, sondern auch der auswertende Computer mobil sein, kabellos und der im Feld arbeitenden TechnikerIn direkt zur Verfügung stehen. Die detaillierte Aus-wertung der gesammelten Daten erfolgt in einem späteren Prozess.

Anforderungen Verwendung vorhandener Software

leistungsstarker Rechner, der mit großen Datenmengen umgehen und sie speichern kann

Kommunikation mit Positionierungs- bzw. Lokalisierungssystem ohne störende Kabelverbindungen

Produzent und Anwender

Geophysical Survey Systems, Inc. (GSSI) mit Xybernaut und Ruhrgas, Deutschland

Lösung

Status abgeschlossene Feldstudie

Produkt PathFinder

76

Umwelt 77 Hardware Xybernaut MA IV mit 233 MHz Prozessor, 128 MB RAM, 4,3 GB Festplatte

mit HMD und wrist-mounted Keyboard, Spracheingabe befindet sich in Vorbereitung

Peripherie Ground Penetrating Radar (GPR), Ortungs- und Kartographiersystem

GPS o.ä. Positionsbestimmungssystem

Software RADAN Software (proprietäre; GSSI), die Kartographiedateien erzeugt, die nach AutoCad und anderen computergestützten Konstruktionsprogrammen für 2D und 3D portiert werden können.

Windows NT

Charakteristika Der Wearable Computer wird von der TechnikerIn am Körper getragen, während sie das mobile Radargerät überirdisch über die zu untersuchenden Oberflächen schiebt. Das Programm RADAN legt virtuell ein Raster über das zu untersuchende Gelände, das dann der BenutzerIn angezeigt wird. Sie hat die vollständige Kontrolle über das System und kann jederzeit mit den Fingerspitzen einen Scan auslösen. Die Daten werden vom Radargerät über ein kurzes Kabel an den Wearable übertragen, gesichert aufbereitet und auf dem HMD dargestellt. So kann sofort beurteilt werden, ob die Messung erfolgreich war. Jedes gescannte Areal wird nach der Erfassung optisch ausgeblendet, so dass die BenutzerIn einen genauen Überblick über ihren Arbeitsfortschritt erhält.

Vorteile Die Sicherheit wurde erhöht durch die Vermeidung von Unfällen bei Bauarbeiten, die vormals aufgrund der unzureichenden Identifizierung und Lokalisation von Rohren und Kabeltrassen im Erdreich passierten.

Dadurch, dass die TechnikerIn direkt vor Ort im Display sehen kann, welche Daten erhoben wurden, verbessert sich die Qualität der Daten.

Anwendungsfälle Datenerfassung und -speicherung im Feld

Workflow-Management durch ortsabhängige Generierung eines geographischen Einsatzplans

Kombination vorhandener Messgeräte und Softwaresysteme durch drahtlose Anbindung und Integration in ein System.

Qualitätssicherung durch Beurteilung der aufgezeichneten Daten just-in-time.

Referenzen


Datum 1999



Body-Worn PC Increases Surveying Efficiency

Anwendungsbereich Umwelt / Landvermessung

Aufgabe Um Landvermessungen korrekt durchführen zu können, müssen Informationen bezüglich der Grenzen und Topographie des gesamten zu vermessenden Gebiets gesammelt sowie Landeigenschaften vor Ort mit bereits gespeicherten GPS-Vermessungsdaten dieser Gebiete verglichen werden.

Anforderungen Displays mit guter Lesbarkeit bei direkter Sonneneinstrahlung; ausdauernder Akku; Mobilität, Stabilität, geringes Gewicht

Windows9x

Entwickler Condor Earth Technologies und ViA

Lösung


Produkt

Hardware ViA II Wearable PC mit ‚hot-swapping’ Akkus und bei Sonnenlicht gut lesbarem Display

Peripherie Ashtech/Magellan Z12 real-time kinematik (RTK) GPS-Empfänger

elektronisches Vermessungsgerät (z.B. TOPCON Robotic total station, das auf einem Vermessungs-Stativ befestigt und mit einer Funkfernbedienung gesteuert wird) oder Laser-Entfernungsmesser

Software PenMap (eine Kartographie- und Datenerfassungs-Software, wurde nicht speziell für das System entwickelt)

Charakteristika Die normalerweise bei der Landvermessung eingesetzten Geräte und Programme werden weiterhin eingesetzt.

Vorteile Kostenersparnis; Steigerung der Produktivität um 40%

Anwendungsfälle Datenerfassung und –verarbeitung sowie Qualitätskontrolle vor Ort

Kombination eines vorhandenen mobilen Messgeräts mit einem tragbaren Computer und Portierung einer sonst stationär verwendeten Software auf ein mobiles System

Referenzen

Quelle http://www.flexipc.com/product/Images/survey2.pdf (gesehen: 15.07.2001)

Datum

http://www.flexipc.com/product/Images/survey2.pdf

Umwelt 79

Excavating Firm Uncovers A Distinct Advantage

Anwendungsbereich Umwelt / Konstruktion

Aufgabe Zum Bauen von Gebäuden oder Gebäudefragmenten erforderliche Vermessungsdaten werden traditionell per Hand ermittelt, was zwar präzise, allerdings auch langsam ist.

Anforderungen robustes System, das problemlos aue Umgebungsbedingungen übersteht; klein und mobil; Display, das bei direkter Sonneneinstrahlung gut lesbar ist;

drahtlose Kommunikation mit externem Gerät

Entwickler Baufirma Schneider Excavating, Lannon,Wisconsin,USA und ViA

Lösung


Produkt

Hardware ViA II Wearable PC mit Handheld Display

Peripherie TOPCON robotic total station (elektronisches Vermessungsgerät), das auf einem Vermessungsstativ befestigt und mit einer Funkfernbedienung gesteuert wird

Software Vermessungssoftware AGTEK

Charakteristika Die graphische Vermessungssoftware erlaubt es, ein beliebiges Gebäude zu vermessen und sofort in 3D berechnen zu lassen. Über einen Touch Screen werden weitere Informationen eingegeben. Durch die geringe Größe und das minimale Gewicht des ViA II PC kann er problemlos am Gürtel der IngenieurIn getragen werden und ohne weiteres mit der tragbaren Maus, sowie der Funk-Fernbedienung zur Steuerung der Total Station verbunden werden.

Vorteile Vermessungszeit wird auf die Hälfte reduziert; Vermessung wird noch präziser; weniger Arbeitskräfte werden benötigt

Anwendungsfälle Datenerfassung und –verarbeitung sowie Qualitätskontrolle vor Ort

Kombination eines vorhandenen mobilen Messgeräts mit einem tragbaren Computer und Portierung einer sonst stationär verwendeten Software auf ein mobiles System

Referenzen

Quelle http://www.flexipc.com/product/Images/survey.pdf (gesehen: 15.07.2001)

Datum

http://www.flexipc.com/product/Images/survey.pdf


ACW Farms Chooses A High-Tech Solution

Anwendungsbereich Landwirtschaft

Aufgabe Im Zuge der Verbesserung der Produktion wollte Avocadoproduzent ACW Farms die Daten eines jeden Baumes, wie Höhe und Gesundheitszustand, speichern. Dann sollten diese Informationen in Beziehung gesetzt werden zu standortspezifischen Informationen, wie Position der Pflanze innerhalb der Plantage, Bewässerung, Nährbodenart und Klima.

Anforderungen klein, leicht, mobil, hitze-, staub-, sowie schmutzresistent; Display, das auch bei direkter Sonneneinstrahlung gut lesbar ist; per Touch-Screen bedienbar; vertrautes Betriebssystem

Anwender/Partner Condor Earth Technologies und ViA

Lösung


Produkt

Hardware ViA II Wearable PC mit Handheld Display

Peripherie Global Positioning System (GPS)

Software PenMap Vermessungssoftware

Charakteristika Die Kombination aus der Vermessungssoftware PenMap, GPS-Technologie und einem Wearable Computer wurde gewählt, um schnellen Zugriff auf die Daten jedes einzelnen Baumes zu haben.

Der Wearable Computer kann ohne weiteres am Gürtel der LandarbeiterIn befestigt werden und schränkt sie somit in ihrer Bewegungsfreiheit nicht ein. Durch die vertraute Oberfläche des Betriebssystems Windows 98 muss die BenutzerIn keine komplizierten Schulungen erhalten.

Vorteile Verfassung/Zustand der Bäume kann anhand einer Vielzahl von Parametern genau verfolgt werden

Anwendungsfälle Datenerfassung direkt vor Ort

Portierung vorhandener Vermessungs- und Dokumentationssoftware auf ein tragbares System

Anpassung der Mensch-Computer-Interaktion an die mobile Tätigkeit

Referenzen

Quelle http://www.flexipc.com/product/Images/farm.pdf (gesehen: 15.07.2001)

Datum

http://www.flexipc.com/product/Images/farm.pdf

Umwelt 81

Mobile Geocomputing


Aufgabe Digitale Datenerfassung im Feld (Arbeitsfelder: Ökologie, Forstwirtschaft, Versicherungen, Stadt-/ Landschaftsplanung, Hoch-/Tiefbau) und Kartierung geographischer Objekte vor Ort

Anforderungen

Partner Institut für Geoinformatik der Universität Münster con terra GmbH, Münster; TZI, Universität Bremen; Xybernaut

Lösung


Produkt

Hardware MA III von Xybernaut mit HMD und Sprachsteuerung

Peripherie GPS/dGPS

Software Geodatenerfassungssoftware GISPAD

Charakteristika Die Geodatenerfassungssoftware GISPAD dient der Erfassung und Fortschreibung raumbezogener Daten. Auf der Basis einer digitalen Feldkarte werden beliebige Objekte vor Ort erfasst und per (D)GPS eingemessen. Die erhobenen Daten werden nach einer sofortigen PL-Prüfung (Qualitätssiche-rung) in eine relationale Datenbank aufgenommen, von der aus sie in andere Formate konvertiert und ohne weitere Arbeitsschritte z.B. von ArcView genutzt werden können.

Vorteile Die Übertragung der vorhandenen Software auf eine neue Rechnertechnologie bietet den Vorteil, dass die Datenerfassung aufgrund des handfreien Trage-komforts zur Fortbewegung (Klettern etc.) nicht unterbrochen werden muss.

Anwendungsfälle Mobile Datenerfassung (geographische Daten)

Plausibilitätsprüfung unterwegs (Abgleich mit den Informationen eines vorhandenen Geo-Informationssystems)

Referenzen


Datum 1999


Journalismus / Unterhaltung Der erste Wearable Computer7 bzw. das Gerät, das heute rückblickend als solcher bezeichnet wird, war ein analoges System, das zur Vorhersage der Ergebnisse beim Roulette eingesetzt wurde. Jahre später wurde sogar noch eine zweite, digitale Variante entwickelt, die die Ergebnisse der ersten jedoch nicht verbesserten konnte. Klein waren beide Systeme und tragbar. Die Tragbarkeit ging über das „am Körper befestigen“ hinaus, da Komponenten des Systems in die Kleidung integriert wurden. Es bestand aus zwei drahtlos vernetzten Komponenten, die jeweils im Schuh getragen wurden. Min-destens das jüngere System war programmierbar, allerdings nicht während der Benutzung. Diese wis-senschaftliche „Spielerei“ ist ein gutes Beispiel für die Anpassung eines Computersystems an die konkrete Anwendung. Weitere Schritte in diese Anwendungsrichtung wurden nicht unternommen, bzw. sind bisher nicht bekannt geworden, da der Versuch einer Vorhersage allein schon illegal ist.

Legal und für alle ZuschauerInnen unterhaltsam ist der Einsatz eines Wearable Computing Systems für die zeitnahe Online-Berichterstattung. Diese ist der zweite Anwendungsbereich, für den kommer-zielle Lösungen (Komplettsysteme bestehend aus Hard- und Software, oder auch ein entsprechender Service) angeboten werden. Einige dokumentierte Anwendungsbeispiele werden unten dargestellt, ein Komplettsystem – IRes, eine mobile WebCam der Firma ART+COM – wird exemplarisch in der vorliegenden Studie im Kapitel „Tragbare Rechner und CPUs“ beschrieben.

Mobile Online-Reportage und die Veröffentlichung im Internet dient der topaktuellen Berichterstat-tung über Messen, Ausstellungen und andere Events, die nur kurze Zeit an einem Ort stattfinden und auf denen das Geschehen hochgradig flexibel und damit unvorhersagbar ist. Bei der ersten Realisie-rung eines solchen Wearable Computing Systems wurde noch ein digitales Foto gemacht, Text dazu geschrieben und dann veröffentlicht. In den neueren Umsetzungen werden Videoströme direkt aufge-zeichnet und ohne Verzögerung drahtlos an einen entsprechenden stationären „Veröffentlichungs“-Server weitergeleitet. Heute gibt es darüber hinaus eine direkte Kommunikation zwischen ReporterIn und Publikum, die technologisch per Chat, E-Mail oder IP-Telefonie bereitgestellt wird. Jede ZuschauerIn kann so die Berichterstattung interaktiv beeinflussen.

7 [Thor98]

82

Berichterstattung 83

The First Wearable Computer

Anwendungsbereich Unterhaltung

Aufgabe Vorhersage beim Roulette

Anforderungen Unsichtbar, möglichst genau und in Echtzeit arbeitend

Entwickler Edward O. Thorp und Claude Shannon

Lösung

Status Forschungs- und Bastelstudie

Produkt

Hardware Zwei drahtlos vernetzte zigarettenschachtelgroße Computer mit Mikroschaltern zur Eingabe und zwei ohrstöpselgroßen Lautsprechern (für die beiden beteiligten BenutzerInnen). Es handelte sich um ein analoges Device.

Peripherie

Software

Charakteristika Zwei Personen arbeiten im Team: Die eine beobachtet das Roulette-Rad und den –Ball; sie initialisiert die Vorhersage und stoppt (Zeit) Rotor und Ball, indem sie entsprechende Schalter betätigt (anfangs per Hand, später mit dem Fuß). Die zweite Person setzt aufgrund des computergenerierten auditiven Outputs.

Vorteile Die Vorhersagen hatten eine Genauigkeit (im Labor und im Feldversuch) von mehr als 44%

Anwendungsfälle Erfassung von Daten der physischen Welt

persönliche (von Dritten nicht wahrnehmbare) Informationspräsentation

Kommunikation und Kollaboration

Referenzen

Quelle [Thorp98]

[Bar01], Kap. 15, S.478

Datum 1955-61


Eudaemon shoe

Anwendungsbereich Unterhaltung

Aufgabe Vorhersage beim Roulette

Anforderungen Unsichtbar, möglichst genau und in Echtzeit arbeitend

Entwickler „The Eudaemons“, eine Gruppe von StudentInnen der University of California Santa Cruz (UCSC), Physics Department

Lösung


Produkt

Hardware Zwei jeweils in einen Schuh integrierte Computer (mit MOS Technology 6502 Microprozessor), die drahtlos miteinander verbunden sind. Einer der Computer ist mit fußbedienbaren Schaltern versehen, der andere mit einem taktilen Display. Die Hardware musste die Umweltbedingungen (Gewicht der BenutzerIn, Wärme, Feuchtigkeit) überstehen und mit einer geringen Stromversorgung auskommen.

Peripherie

Software

Charakteristika Das System wird von zwei Personen benutzt: Eine Person beobachtet die Bewegung des Roulette-Rads und der –Kugel. Sie initialisiert die Vorhersage und signalisiert die beginnenden Bewegungen der beiden physikalischen Bestandteile des Spiels. Die Signale werden an den Computer der zweiten Person drahtlos übermittelt. Der zweiten Person werden durch unterschiedliche taktile Reize am Fuß die Quadranten „mitgeteilt“, in denen die Kugel landen wird. Die zweite Person ist nur für das schnelle Setzten zuständig. Die Computer waren programmierbar, aber nicht in der Benutzung, d.h. nicht in der Bewegung.

Vorteile Die Vorhersagen hatten eine Genauigkeit von 44%

Anwendungsfälle Erfassung von Daten der physischen Welt

persönliche (von Dritten nicht wahrnehmbare) Informationspräsentation

Kommunikation und Kollaboration

Referenzen

Quelle [Thorp98]

[Bar01], Kap. 15, S.478

http://physics.ucsc.edu/people/eudaemons/eudaemons.html

Datum Ende 1970er Jahre

http://physics/


WebReporter und ZDF.online CyPorter

Anwendungsbereich (Unterhaltungs-)Medien, Live-Berichterstattung

Aufgabe Eine ReporterIn sammelt Informationen, macht Fotos oder Interviews, zeichnet sie auf und schreibt Texte während eines Events, z.B. einer Messe (erstmals auf der IAA 1999, beauftragt von Audi) oder der EURO-Reise des ZDF-Morgenmagazins vom 3.-7.9.01. Das Material wird sofort vor Ort aufbereitet und just-in-time im Internet veröffentlicht. Die „ZuschauerInnen“ können Einfluss auf den Inhalt der Berichterstattung nehmen, indem sie online Fragen an die ReporterIn stellen oder Wünsche äußern können.

Anforderungen

Anwender/Partner ZDF.online

wearix Software GmbH

Xybernaut

Lösung


Produkt

Hardware Xybernaut MA IV mit Digitalkamera, Wrist-worn-Keyboard, Microdisplay, Headset etc. Übertragung per WLAN und ISDN an einen Real-Server

Peripherie

Software WebReporter (real-time Internet marketing solution) der Firma wearix Software GmbH

Charakteristika

Vorteile Das System ermöglicht interaktive Präsentation, d.h. Fragen und Wünsche des Internet-Publikums erreichen die ReporterIn/WebHostess in Echtzeit in einem WebReborter-Chat und sie kann unverzüglich darauf eingehen.

Anwendungsfälle multimediale Online-Berichterstattung

Kommunikation in Echtzeit mit ZuschauerInnen weltweit

Referenzen

Quelle http://www.wearix.com/gr/service/setiwe.html (gesehen 31.8.01)

Firmenprospekt WebReporter von wearix, CeBIT 2000

http://zdfonl3.zdf.de/programm/cyporter/ (gesehen 16.12.01)

Datum Beginn ca. im Jahr 1999

http://www.wearix.com/gr/service/setiwe.html

http://zdfonl3.zdf.de/programm/cyporter/


Casting Scouts

Anwendungsbereich (Unterhaltungs-)Medien, Live-Berichterstattung

Aufgabe Zwei ReporterInnen berichten live vom Messegelände der ifa 2001. Sie übertragen ein auf dem Messegelände durchgeführtes Moderatoren-Casting des Internet-Radiosenders cyberchannel.de per Audio- und Video-Stream ins Web.

Anforderungen

Anwender/Partner Valcast Streaming Group, Berlin

Lösung


Produkt

Hardware Xybernaut MA IV mit Headset, Digitalkamera etc. etc. und GSM-Anbindung mit der tragbaren Mini-Variante des CAR-A-WAN-Adapters der Firma Valcat für die mobile Breitband-Anbindung ans Internet

Peripherie

Software wahrscheinlich WebReporter der Firma wearix Software GmbH

Charakteristika

Vorteile

Anwendungsfälle Online-Multimedia-Berichterstattung

Referenzen

Quelle c’t 18/2001, S.28

Datum


Germany’s first Web-reporter

Anwendungsbereich Journalismus

Aufgabe Übertragung von Reportagen einer ReporterIn im mobilen Einsatz zeitnah ins WWW

Anforderungen

Anwender/Partner Xybernaut z.B. beauftragt von Audi während der IAA 1999

Lösung


Produkt

Hardware Xybernaut MA IV mit Wrist-Mounted-Keyboard und Headset mit kleinem Bildschirm vorm linken und einer digitalen Kamera vorm rechten Auge

Peripherie ‚Phonecard’ zum Surfen

Software evtl. WebReporter von wearix

Charakteristika Während die Reporterin jemanden interviewt, tippt sie das Interview in eine spezielle Dokumentvorlage. Nach dem Interview macht sie noch ein digitales Photo ihres Interviewpartners und veröffentlicht die Reportage direkt im WWW.

Vorteile absolute Mobilität und just-in-time-Berichterstattung, ohne auf das übliche „Werkzeug“ einer ReporterIn verzichten zu müssen

Anwendungsfälle Datenerfassung (Text und Bild) vor Ort

drahtlose Datenübertragung an einen stationären „Veröffentlichungs-Server“

Referenzen

Quelle Die erste mobile Web-Journalistin mit dieser Ausstattung, Ellen Tulickas, berichtet über ihre Erfahrung unter http://www.xybernaut.com/wear/case_sub10.htm (gesehen 31.8.01)

Datum 1999

Krisen- und Katastrophenmanagement Hardwarehersteller von Wearable Computern haben ihre Geräte so konzipiert, dass sie in der Bewe-gung und unter extremen äußeren Bedingungen eingesetzt werden können. Das gilt für die Firmen Symbol, ViA und Xybernaut in gleicher Weise. Aber nicht nur der Rechner ist stabil und wider-standsfähig, auch die Ein-/Ausgabe-Devices. So gibt es sowohl von ViA als auch von Xybernaut Wearable Touchscreens, die auch bei Sonnenlicht gut lesbar sind, und in Australien wurde ein WetPC zur Marktreife gebracht, der beim Tauchen eingesetzt wird. Die Robustheit der Hardware, die durch weitere gezielte Maßnahmen noch verstärkt werden kann, legt nahe, diese Eigenschaft so weit wie möglich zu nutzen. Für den militärischen Einsatz wurde das bereits getan: moderne Waffensysteme verfügen über einen integrierten Wearable Computer. Über die Details dieser Anwendungsfälle ist allerdings nicht viel bekannt, außer dass Navigation, Kommunikation und Kollaboration unterstützt werden.

Doch gibt es auch zivile Anwendungsbereiche, in denen der Einsatz eines überaus robusten, mobilen, tragbaren Computersystems deutliche Vorteile bringt. An der Integration in einen Raumanzug wird zz. gerade gearbeitet, die Integration in die Arbeitskleidung für Feuerwehrleute ist bereits erfolgt. Vorrangiges Ziel in diesem Segment ist die Kommunikations- und Kollaborationsunterstützung, die ein flexibles Workflowmanagement und die umgehende Informationsbereitstellung für alle flexibel oder stationär eingesetzten Beteiligten ermöglicht. Darüber hinaus könnte beispielsweise die Integra-tion von Vitalsensoren in die Feuerwehrkleidung die Sicherheit jeder einzelnen Person erhöhen. Ein anderer Anwendungsbereich, der u.U. zeitkritisch ist, ist die zeitnahe Analyse gasförmiger Stoffe z.B. in einem Klärwerk, einer Kompostieranlage oder auf Altlastverdachtsflächen. Eine schnelle, rudimentäre Auswertung der Messwerte vor Ort und der Abgleich mit dezentral gehaltenen Informa-tionssystemen z.B. über Schadstoffen, über vor Ort gelagerte oder aktuell verwendete Stoffe usw. kann wertvolle Hinweise auf unverzüglich einzuleitende Maßnahmen geben oder auch nur eine weit-reichendere Analyse in einem stationären Labor veranlassen.

Die folgenden drei Anwendungsbeispiele stammen aus den beiden letztgenannten Anwendungs-gebieten. Im vierten wird ein mobiles Telekonferenzsystem beschrieben, das für all jene Anwendungsfälle eine plattformübergreifende Lösung bietet, in der Breitbandkommunikation über das Internet notwendig und sinnvoll ist.

88

Krisenmanagement 89

Solution for Fire Fighters

Anwendungsbereich Krisen- und Katastrophenmanagement

Aufgabe Feuerbekämpfung erfordert schnelle Reaktionsfähigkeit. Besonders kritisch wird es, wenn der Brand auf engem, unwegsamen Raum gelöscht werden muss. Um Feuerwehrleuten dort die größtmögliche Sicherheit zu gewährleisten, werden Systeme benötigt, über die sie Zugang zu aktuellen, den Einsatz betreffende Informationen bekommen und in ständigem Kontakt mit den KollegInnen und der Einsatzzentrale stehen.

Anforderungen System: robust; hitzebeständig; kompatibel zu verschiedenen (drahtlosen) Peripheriegeräten

Anwender/Partner Bath Iron Works (BIW), Bath, Maine, USA, mit ViA

Lösung


Produkt high-tech Feuerwehrmannbekleidung (Wearable Fire Fighting Ensemble (WFFE))

Hardware Wearable ViA II SR mit speziell präpariertem Handheld-Display

stabile, hitzebeständige WebCam

802.11b drahtloses LAN

Peripherie

Software Navy RF Tracking System

Proprietäre Schadenskontrollsoftware der Navy

Charakteristika Der Wearable ViA II SR fungiert als Hauptkomponente dieses Feuerwehrinformationssystems. Durch seine geringe Größe schränkt es die BenutzerIn in ihren Handlungsmöglichkeiten nicht ein. Das System (in Kombination mit IR-Videotechnologie und IP-Voice Communication) ermöglicht den Feuerwehrleuten eine direkte multimodale Kommunikation mit der Einsatzzentrale.

Das eigens isolierte Handheld Display von ViA ermöglicht es, einen Plan des zu löschenden Objekts zu bekommen, Schadensmeldungen zu erstatten und die Position der Feuerwehrleute im Einsatz zu verfolgen.

Vorteile schnelle Schadensberichterstattung; besseres Personal- und Workflow-Management

Anwendungsfälle Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen

Übersetzung einer technischer Wahrnehmung (infrarot) in eine für Menschen wahrnehmbar

Flexibles Workflow- und Personal-Management

multimediale Kommunikation

Referenzen

Quelle http://www.flexipc.com/product/Images/wffe.pdf (gesehen: 15.07.2001)

Datum

http://www.flexipc.com/product/Images/wffe.pdf


Mobile Information and Coordination

Anwendungsbereich Krisen- und Katastrophenmanagement

Aufgabe Koordinierung in Krisensituationen (Arbeitsfelder Feuerwehr, Polizei, Rettung): Im Krisenfall, z.B. einem Brand in einer Chemiefabrik, ist die Weitergabe aller aktuellen Informationen in Echtzeit und die Koordinierung der HelferInnen schadensbegrenzend und lebenswichtig zugleich.

Anforderungen

Anwender/Partner Tecco Coordination Systems mit Xybernaut

Lösung


Produkt

Hardware MA IV von Xybernaut mit Wrist-Worn-Display und Sprachsteuerung

Peripherie

Software CORSO (Coorinated Shared Objects) von Tecco

Charakteristika CORSO ist ein verteiltes, allgemein verfügbares, systemunabhängiges Programm zur Unterstützung kollaborativer Prozesse. Die Portierung von CORSO auf einen Wearable Computer erlaubt einen mobilen Einsatz und eine Koordination verschiedener Personen an beliebig vielen, auch veränderlichen Einsatzorten.

Darüber hinaus kann das in CORSO enthaltenen Workflow-Interface FLOW&Co mit anderen Workflow-Systemen kooperieren, so dass eine Kooperation auch auf dieser Ebene möglich ist.

Vorteile Die Portierung der vorhandenen Software auf einen mobilen Hochleistungsrechner erweitert das Handlungsfelds hinsichtlich der Verfügbarkeit und Aktualität der Informationen.

Anwendungsfälle Kollaborationsunterstützung durch Kommunikation und Informationsverteilung

Workflow-Management

Referenzen


Datum


Krisenmanagement 91

Mobile elektronische Nase


Aufgabe Die zeitnahe Analyse gasförmiger Stoffe spielt in vielen technischen Anwendungen eine wesentliche Rolle (z.B. in Klärwerken, Kompostieranlagen, chemischen Anlagen oder auf Altlastverdachtsflächen). Eine Alternative zur aufwändigen Labortechnik ist die mobile Gassensorik zur Schnelldiagnose vor Ort, die bei der Erhärtung eines Verdachts dann um aufwändigere Analysen an anderer Stelle ergänzt werden kann.

Anforderungen

Anwender/Partner WMA Airsense Analysetechnik GmbH

Xybernaut

TZI, Universität Bremen

Lösung

Status Forschungsprototyp

Produkt

Hardware MA III von Xybernaut mit Head-Mounted Display und Sprachsteuerung

Peripherie Gas-Sensorik: elektronische Nase

Software

Charakteristika

Vorteile Der Einsatz dieser mobilen Messtechnik ist überall dort nutzbringend, wo herkömmliche Untersuchungsverfahren zu unhandlich sind.

Anwendungsfälle Messdatenerfassung und Erstanalyse vor Ort

Abgleich mit Informationen aus externem Informationssystem

Alarmierung und Kommunikation

Referenzen


Datum 1999



Multimedia-Konferenztechnik im mobilen Einsatz

Anwendungsbereich

Aufgabe Mobiles multimediales anwendungsangepasstes Telekonferenzsystem zur Mehrpersonenkommunikation

Anforderungen - einfache Bedienung - einsetzbar auf verschiedenen Systemplattformen - Unterstützung von Spezialanwendungen - Anpassbarkeit

Anwender/Partner TZI, Universität Bremen

Lösung


Produkt

Hardware Xybernaut MA IV; Head-Mounted Display mit Mikrofon und Kopfhörer; miniaturisierte Digitalkamera, tragbar am Headset oder in der Hand; WLAN-Adapter

Peripherie

Software Prototyp CONTRABAND

Charakteristika Das Telekonferenzsystem CONTRABAND ist eine flexible Plattform für Telekonferenzen auf der Basis von Internet-Technologien. Das System ist anwendungsorientiert in dem Sinne, dass die Konferenzsteuerung auf verschiedene Anwendungsprogramme mit ihren unterschiedlichen Anforderungen angepasst werden kann.

Die verwendete Digitalkamera kann am Headset getragen werden, so dass die KonferenzteilnehmerInnen das sehen können, was die BenutzerIn sieht. Oder sie kann in der Hand getragen und als „drittes Auge“ verwendet werden.

Das CONTRABAND-Telekonferenzsystem interoperiert nicht nur in einem WLAN-Netzwerk, sondern mit weiteren Systemen, die auf dem Internet-Standard basieren (IP-Multicast, RTP)

Vorteile Sprach- und Bildkommunikation mit mehreren KonferenzteilnehmerInnen gleichzeitig und an fast jedem beliebigen Ort

Anwendungsfälle flexible multimediale Kommunikation mittels einer mobilen Anwendungsprogramm-unabhängigen Telekonferenz

Referenzen


http://www.tzi.de/tzi/projekte_dmn.html

Datum 1997-1999


Consumer-Bereich Für den „Mann auf der Straße“ gibt es noch keine Wearable Computing Lösung. Doch das kann sich in absehbarer Zeit ändern, zumindest was die Hardware betrifft. Xybernaut, Hitachi und einige wei-tere Firmen haben sich zusammengefunden, um zu Weihnachten 2001 unter dem Namen WIA (Wireless Internet Appliance) das erste Wearable Computing System für den Konsumenten-Bereich in die amerikanischen Geschäfte zu bringen. Das Gerät wird von Xybernaut unter dem Namen „Poma“ produziert und soll preislich für jedermann erschwinglich sein. Es wird den bisherigen Ankündigungen zufolge bzgl. der Leistung besser als ein PocketPC sein mit der Darstellungsqualität eines PC-Bildschirms. Einsetzen sollen die KonsumentInnen das Gerät zum mobilen Surfen im Inter-net.

Die Konsumenten sind zz. dabei, Smartphones und PDAs als Personal Information Management (PIM) Systeme für sich zu entdecken, die Vorteile von Wearable Computing sind für sie noch nicht sichtbar und kommerziell auch noch nicht gegeben. Interessant ist diese neue Technologie, wenn sie der BenutzerIn als „mobiler persönlicher Assistent“ dient, der die Vorlieben und Bedürfnisse der BenutzerIn kennt und die Umgebung bzw. die Befindlichkeit mit den verschiedensten Sensoren erfasst, um aufgrund dieses Kontextes die BenutzerIn in den verschiedensten Situationen mit einem wohlgewählten Informationsangebot aktiv zu unterstützen. Die Lebensbereiche, in denen diese Art der Unterstützung gebraucht wird, müssen noch identifiziert bzw. weiter spezifiziert werden. Ange-dacht und in der Entwicklung befindlich sind beispielsweise Konferenzassistenten, intelligente Ein-kaufslisten, Nachrichtenagenten, Note-Services, Gedächtnisassistenten, Wahrnehmungserweiterungs-systeme u.v.m.

Am MIT (Massachusetts Institute of Technology) wird seit längerer Zeit an entsprechender Software gearbeitet. Bereits 1997 wurde ein Prototyp zur Gedächtnisunterstützung mit einem Wearable Com-puter entwickelt, der so genannte „Rememberance Agent“. Die BenutzerIn bekommt in einem HMD Zusammenfassungen von Texten angezeigt, die in unmittelbarem Zusammenhang mit ihrem aktuellen Kontext stehen. Das Softwaresystem beruht auf einer Agententechnologie. Der Rememberance Agent nimmt alle Dokumente, die die BenutzerIn auf ihrem Computer hat bzw. eingibt, und durchsucht diese mit intelligenten Retrieval-Methoden, wie sie beispielsweise von Suchmaschinen im Web bekannt sind, nach den relevanten Dokumenten für die aktuelle Situation. Der aktuelle Kontext wird ohne Mitwirkung der BenutzerIn ermittelt aus

•

•

•

•

•

der Uhrzeit,

dem Tag,

dem Ort,

der GesprächspartnerIn und

dem Thema der Unterhaltung.

Alle genannten Daten können mit Sensoren erfasst werden: die Zeit beispielsweise durch die interne Systemzeit, der Ort mit einem Positionssensor, die GesprächspartnerIn heute noch durch Markierung mit Active Badges, zukünftig evtl. per Bilderkennung, und das Thema heute noch per expliziter Tas-tatureingabe, morgen vielleicht per Spracherkennung. Die Qualität der Informationsauswahl durch den Software-Agenten wird höher, wenn ihm weitere Details über die BenutzerIn oder über die Gesprächsdomäne bekannt sind, auch eine lernende Komponente kann sie verbessern. Die Stärke die-ses Systems liegt darin, dass es die Suche nach Dokumenten auf dem eigenen Computer stark ver-kürzt und so mindestens hilft Zeit einzusparen. Darüber hinaus kann das System auch als „digitales Tagebuch“ benutzt werden.

Der Rememberance Agent diente für einige weiter Systeme als Vorbild einer erfolgreichen Gedächt-nisassistenz. Im gleichen Haus wird beispielsweise auch an DyPERS gearbeitet, einer multimedialen Version der Gedächtnisunterstützung. Es werden Bildsequenzen aufzeichnet, die mit Einzelbildern annotiert werden. Bilderkennung soll in späteren Situationen per Image-Information-Retrieval die

93

94 Kapitel III: Anwendungen aufgezeichneten Videosequenzen wiederfinden. Eine Idee für den Einsatz ist, dieses multimedial System als Museumsführer für eine BesucherIn einzusetzen, das System gleichzeitig aber auch als AutorInnen-System zu verwenden, um die angebotenen zusätzlichen multimedialen Informationen zu produzieren, z.B. die Aufzeichnung einer Führung durch eine menschliche FührerIn.

Unter dem Stichwort „Affective Wearable“8 wird ebenfalls am MIT daran gearbeitet, den emotiona-len Zustand einer ComputerbenutzerIn anhand der Interpretation der aktuell gemessenen und über die Zeit beobachteten Vitalwerte zu ermitteln. Dieser „persönliche Kontext“ kann dann als weiterer Parameter in die persönliche Assistenz einfließen.

Steve Mann wird als der Pionier des Wearable Computing betrachtet. Er hat bereits in seiner Schulzeit an tragbaren Computersystemen gebastelt und sie seit Anfang der 80er Jahre für seine persönlichen Belange gebaut. Später beeinflusste er die Entwicklungen zu Wearable Computing am MIT maßgeblich. Für ihn stand immer die Personalisierung dieser Geräte im Vordergrund, fast die Verschmelzung zwischen Wearable Computer und BenutzerIn. Allerdings verfolgt er nicht das Ziel, aus der TrägerIn einen Cyborg zu machen. Er geht davon aus, dass die BenutzerIn sich nach kürzester Zeit so an das Wearable-Computing-System gewöhnen wird, dass sie es wie z.B. eine Brille als Erweiterung ihrer selbst empfinden wird Eine seiner vielen Anwendungsideen ist, Wearable Compu-ter als persönliches Sicherheitssystem in einem personalisierten Netz einzusetzen.

Witnessential Net / Safety Net

Anwendungsbereich Konsumentenmarkt

Aufgabe Verbesserung der persönlichen Sicherheit bei gleichzeitiger Vermeidung totalitärer Überwachungssysteme

Anforderungen

Anwender/Partner S. Mann, Universität Toronto

Lösung


Produkt

Hardware Generation-3 WearComp mit Kamera und Bildübertragungsfähigkeit

Peripherie Gerät zum Messen der Herzfrequenz, Gerät zum Messen der Schrittfrequenz

Software GNU/Linux; Programm zum Aufnehmen und Übertragen von Bildern; Programm zum Überwachen der Biosignale der TrägerIn

8 [Pic97b]

Konsumentenmarkt 95 Charakteristika Das Computersystem ist in der Lage, automatisch Bilder aus der Position der

TrägerIn aufzunehmen und diese an vorher spezifizierte Mitglieder des Sicherheitsnetzes zu übertragen. Der Zweck des Einsatzes ist es, Gewalttaten und kriminelle Handlungen aufzudecken und in Zukunft zu vermeiden. Der Unterschied zu fest installierten Überwachungssystemen ist die Unabhängigkeit des Operators. Während Überwachungssysteme, die von nur einer Institution kontrolliert werden, im allgemeinen zu den speziellen Zielen genau dieser einen Institution genutzt und auch issbraucht werden können, haben die Mitglieder des Witnessential Nets diverse Interessen, die im Querschnitt den Interessen der gesamten Gesellschaft entsprechen.

Dieses Wearable-Computer-System verkörpert Steve Manns Konzept der Humanistic Intelligence. Es soll in der Lage sein, als natürliche Erweiterung der TrägerIn zu fungieren. Diese Eigenschaft wird durch eine ständige Beobachtung der Herzfrequenz und Schrittfrequenz der TrägerIn erreicht. Befindet sie sich z.B. in einer gefährlichen Situation, ist das Computersystem in der Lage, dies anhand der erhöhten Herzfrequenz bei niedriger Schrittfrequenz festzustellen. Die Bildaufnahme und –übertragung wird dann automatisch initiiert.

So genannte „Menschenrechtsarbeiter“ sind für die Benutzung dieses tragbaren IT-Systems prädestiniert, auch DemonstrantInnen können ihre persönlichen Rechte dadurch wahren.

Vorteile Es soll so eine Gesellschaft entstehen, in der Machtkonzentrationen vermieden werden kann, ganz im Sinne der anarchistischen Philosophie.

Anwendungsfälle Gewährleistung persönlicher Sicherheit durch Integration in ein Netzwerk

sensorische Überwachung der Vitalwerte der Trägerin

Alarmierung durch Bildübertragung

Referenzen

Quelle [Man01a]

Datum


Jimminy - Mobiler Remembrance Agent (RA)


Aufgabe Persönlicher Assistent zur Erinnerungs- und Gedächtnisunterstützung

Anforderungen Das System soll ständig „über die Schultern“ seiner BenutzerIn schauen und ihr online Zusammenfassungen von Gesprächsnotizen, alten E-Mails, besuchten Web-Seiten, Artikeln und allen anderen digital vorliegenden Informationen anzeigen, die für die TrägerIn des Wearables im aktuellen Kontext gerade relevant sind. Bei der Präsentation der Informationen sind zwei Bereiche einzubeziehen: - die persönlichen digitalen Dokumente - die individuellen physischen Umgebungen

Anwender/Partner MIT (Massachusetts Institute of Technology), USA

Lösung

Status Forschungsprojekte und –prototypen

Produkt Software; kostenlos zum Downloaden in WWW zur Verfügung

Hardware Wearable Computer mit einem monokularen, möglichst unscheinbaren HMD, z.B. einem Clip-on, und einem Twiddler zur Steuerung bzw. zur Eingabe von Text (die erste Generation, der Remembrance Agent, lief auf einem Desktop-Rechner). Der Wearable kann mit beliebigen Sensoren ausgestattet werden, zZ. hat er passive Sensoren zur Positionsermittlung und zur Erkennung der Anwesenheit anderer Personen (Infrarot oder RF und GPS). Darüber hinaus ist er drahtlos vernetzt mit externen Sensoren bzw. mit anderen Rechnern.

Peripherie Infrarot-Sender in jedem Raum zur Bestimmung des aktuellen Aufenthaltsorts der BenutzerIn

Active Badges zur eindeutigen Markierung z.B. von anderen Personen

Software UNIX-Betriebssystem mit Emacs Texteditor

Selbstentwickelter Software-Agent

Savant: Selbstentwickelte Information-Retrieval-Engine

Konsumentenmarkt 97 Charakteristika Der Rememberance Agent nimmt alle Dokumente, die die BenutzerIn auf

ihrem Computer hat bzw. eingibt, und durchsucht diese mit Retrieval-Metho-den, wie sie beispielsweise von Suchmaschinen im Web bekannt sind, nach den relevanten Dokumenten für die aktuelle Situation. Der aktuelle Kontext wird ermittelt aus - der Uhrzeit - dem Tag - dem Ort - der GesprächspartnerIn - dem Thema der Unterhaltung.

Der Ort wird per Infrarot-Sensor ermittelt, die GesprächspartnerIn über ein Active Badge, und die Unterhaltung anhand der Texteingabe der BenutzerIn. Letztere erfolgt mit einer Hand per Twiddler. Die Qualität der automatisch präsentierten Informationen kann erhöht werden durch die Integration weiterer Informationen über die BenutzerIn oder durch die Einschränkung der Domäne.

Angezeigt wird der Text in einem head-up display. Die Anzeige überlagert die reale Sicht der BenutzerIn ohne sie zu überdecken. Die Zusammenfassungen werden im unteren Teil des Displays angezeigt, ausgewählte vollständige Texte im oberen Bereich.

Die BenutzerIn kann sich z.B. während einer Unterhaltung, eines Vortrags oder einer anderen Gelegenheit Notizen machen und sie mit Informationen über den aktuellen Kontext markieren. Die gespeicherten Informationen können dann überall und immer abgerufen werden. In einer Gesprächssituation findet das System z.B. relevante Informationen, die es dann in den Gesprächspausen darstellt.

Vorteile Die Zeit und der Aufwand, nach vorhandenen Informationen zu suchen, wird stark reduziert.

Anwendungsfälle persönliche Assistenz (Gedächtnisunterstützung, Erinnerungserweiterung, Wahrnehmungserweiterung) bzgl. Texten.

Proaktive, kontextsensitive Informationspräsentation

Referenzen

Quelle [Bar01], Kap. 16, S.513ff

[Rho00]

http://rhodes.www.media.mit.edu/people/rhodes/RA/ gesehen 30.11.01

Datum 1996-

http://rhodes/


DyPERS – Dynamic Personal Enhanced Reality System


Aufgabe Persönlicher Assistent zur Erleichterung der Erinnerung und zur Ergänzung der Wahrnehmung: Menschen verbinden mit Orten und Objekten, die sie sehen bzw. hören, Erinnerungen. Wenn diese Dinge später wieder wahrgenommen werden, sind mit ihnen häufig Assoziationen verbunden, die so wachgerufen werden.

Anforderungen Es soll eine multimediale Erinnerungserweiterung und Wahrnehmungsergänzung geschaffen werden. Eine technische Wahrnehmung muss realisiert werden, hier Objektidentifikation durch Bilderkennung in bewegten Bildern.

Anwender/Partner MIT

Lösung


Produkt

Hardware Wearable Computer ausgestattet mit einem see-through HMD mit Mikrofon, Kopfhörer und einer Digitalkamera, drahtlos mit einem PC verbunden, auf dem die großen Bilddatenmengen gespeichert werden.

Peripherie

Software Objekterkennungssystem (aus bewegten Bildern und in Echtzeit)

Charakteristika Die visuelle und auditive Wahrnehmung der BenutzerIn wird per Mikrofon und Digitalkamera aufgenommen und gespeichert, wenn die BenutzerIn das will. Diese Audio/Video-Sequenz wird durch BenutzerInnen-Eingabe mit dem Foto eines Objekts assoziativ verbunden und gespeichert. Dieses Bild dient als Schlüssel: Wenn das auf den Schnappschuss gespeicherte Objekt das nächste Mal von der Bilderkennung identifiziert wird, wird der BenutzerIn die gespeicherte Audio/Video-Sequenz präsentiert.

Vorteile DyPERS fungiert als paralleler Wahrnehmungserinnerungsagent, der kontinuierlich versucht, zu erkennen und zu erklären, worauf die Aufmerk-samkeit der BenutzerIn gerade gerichtet ist. Das System ist so allgemein konzipiert, dass es zu verschiedenen Zwecken (in verschiedenen Domänen) eingesetzt werden kann, z.B. als erweitertes Tagebuch, als Lernumgebung oder als Autorensystem für einen Museumsführer.

Insbesondere kann es einerseits zur Erstellung und andererseits zur individuellen Erweiterung z.B. von Lernmaterial oder von Dokumentationen eingesetzt werden.

Anwendungsfälle Persönliche Assistenz (Gedächtnisunterstützung, Wahrnehmungserweiterung )

proaktive, kontextsensitive Informationspräsentation

multimediales Tagebuch

Objekterkennung in bewegte Bildern

Referenzen

Quelle [Bar01], Kap. 16, S.518

[Schi01]

http://www-white.media.mit.edu/vismod/demos/dypers/ (gesehen 30.11.01)

Datum Ca.1997-1998

http://www/

Konsumentenmarkt 99

Wearable Internet Appliance (WIA) – das tragbare Internet


Aufgabe Unverzüglicher Zugriff aufs Internet mit zusätzlichen besonderen Dienstleistungen wie z.B. Unterhaltung in Form von Distance Learning, Musik, Video und Spiele, GPS, Sprach-Kommunikation wie mit einem Handy und Funkruf, interaktive Bankgeschäfte, Einkaufen und Börsenhandel.

Anforderungen Einsatz z.B. im Büro, beim Einkaufen, in der Freizeit

Partner MicroDisplay (Boulder, USA), Hitachi (Tokyo, Japan), Shimadzu (Kyoto, Japan), Xybernaut (Fairfex, USA)

Lösung

Status kommerzielle Vermarktung seit Weihnachten 2001 in den USA und in Japan

Produkt Poma (USA) bzw. WIA (Japan)

Hardware HandheldPC mit Clip-Befestigung am Gürtel

briefmarkengroßes SVGA Microdisplay (monokular) mit Headset

Sprachsteuerung

Peripherie Tastatur und Maus anschließbar

Software Windows CE 3.0 Spracheingabe

Charakteristika Die BenutzerIn soll die Hände frei haben. Sie soll auf dem am Kopf zu befestigenden Mikrodisplay eine Desktop-große Anzeige (13“) haben, das Display aber jederzeit wegklappen können.

Vorteile Klein, leicht und überall zu benutzen.

Anwendungsfälle mobiles Internet (und alles, was Konsumenten interessieren oder Spaß machen könnte)

Referenzen

Quelle http://www.golem.de/0107/14926.html (veröffentlicht: 19.7.01)

http://www.hitachi.co.jp/Prod/vims/wia/eng/main.html (gesehen: 25.09.01)

c’t 18/2001, S. 29

Datum 8/2001

http://www.golem.de/0107/14926.html

Kapitel IV

Tragbare Rechner und CPUs

Die rechnerseitigen Voraussetzungen für mobile, tragbare Computersysteme bestehen aus zwei zent-ralen Komponenten: aus der Etablierung drahtloser Netze und aus der Entwicklung mobil einsetzbarer und tragbarer Rechner/CPU. In diesem Kapitel werden die verschiedenen Arten von am Körper trag-baren Endgeräten unterschieden und sowohl kommerziell verfügbare Rechner als auch Prototypen und Forschungsunikate vorgestellt.

Die Palette der mobilen Endgeräte für Wearable Computing reicht von PDAs und Smartphones über Rechner, die als Wearable Computer bezeichnet werden, „computerisierte“ Assessoires, wie Uhren und anderer Schmuck, und in die Kleidung integrierbare Computer bzw. Unterhaltungselektronik, die Smart Clothing genannt werden, bis hin zu intelligenten Stoffen. Als am Körper tragbare Geräte kommen eigentlich nur Wearable Computer und Smart Clothing in Frage. Notebooks sind ausge-schlossen, da sie nicht für eine Benutzung in der Bewegung gebaut worden sind und sich auch nicht dafür eignen, da sie zur Benutzung beide Hände erfordern sowie eine geeignete Unterlage. Ein Note-book und eine Auswahl kleiner portabler Computer, die an mancher Stelle fälschlicherweise „wearable“ genannten werden, finden als Referenzgeräte dennoch Eingang in die vorliegende Studie. Auch PDAs und Smartphones werden im folgenden kurz erwähnt, da ein Trend in Richtung Leis-tungserweiterung bei diesen beiden Gerätekategorien zu beobachten ist, so dass sie zukünftig für einzelne Anwendungen evtl. als mobile, tragbare Endgeräte in Frage kommen. Außerdem macht der von Xybernaut in den USA unter dem Namen „Poma“ und von Hitachi dem Namen „Wireless Inter-net Appliance (WIA)“ auf dem Japanischen Markt für Ende 2001 angekündigte Wearable Computer, den Pocket- und HandheldPCs Konkurrenz Entwickelt wurde das Geräte in Kooperation mit Hitachi, Shimadzu, Microdisplays und Microsoft. Die Vermarktung dieses Geräts ist Grund genug, einer klei-nen exemplarischen Auswahl derartiger mobiler Endgeräte ebenfalls Beachtung zu schenken. Bzgl. Endgeräten wie PDAs, Smartphones und Notebooks strebt diese Studie insbesondere bei den sche-matischen Beschreibungen keine Vollständigkeit an, da der Markt so umfangreich und so dynamisch ist, dass das heute Dargestellte morgen schon wieder veraltet ist.

Kategorien mobiler, tragbarer Endgeräte

Weltweit konnten mehr als 30 verschiedene Arten bzw. Einzelexemplare so genannter Wearable Computern ermittelt werden, die explizit für eine Benutzung in der Bewegung und für ein Tragen des Computersystems am Körper entwickelt wurden. Ca. die Hälfte davon sind Eigenbauten und For-schungsprototypen, die andere Hälfte sind kommerziell gefertigte und vertriebene bzw. mit oder von marktorientierten Firmen entwickelte Geräte. Jedes Computersystem, und somit auch jedes mobile, tragbare, verfügt neben Ein- und Ausgabe-Devices über einen Rechner bzw. eine CPU. Bei dieser Komponente handelt es sich um einen vollständigen, funktionsfähigen Computer mit einer breiten Palette an Anschlussmöglichkeiten z.T. mit integrierten Interaktionsmöglichkeiten aber ohne externe Ein-/Ausgabegeräte. Als Bestandteile gehören je nach Art des Gerätes z.B. Festplatten, Sound- und Grafikkarte, Modem usw. dazu, insbesondere eine autarke, langlebige und leistungsstarke Stromver-sorgung.

101

102 Kapitel IV: Tragbare Rechner

Neben den Wearable Computern, die man mit einem Gurtsystem oder in einem Rucksack am Körper tragen kann, wird intensiv an der Intergration von Rechnerkomponenten in die Kleidung gearbeitet. Diese Integration reicht von der Gestaltung modischer Kleidungsstücke mit Taschen und Laschen für Computerkomponenten bzw. Unterhaltungselektonik und Ein-/Ausgabedevices über die Ausstattung von Assessoires wie Uhren, Ohrringe und Broschen mit Computerfunktionalität bis hin zur Entwick-lung leitender, intelligenter Stoffe. Dieser Entwicklungsbereich wird Smart Clothing genannt. Ob Wearable Computer und Smart Clothing bzgl. der Unterbringung der erforderlichen Hardware-Kom-ponenten am menschlichen Körper konvergieren werden, hat sich noch nicht herauskristallisiert. Das SmartShirt der Firma Sensatex beispielsweise besteht aus leitfähigen Fasern, mit denen Sensoren und die CPU oder eben auch der Wearable Computer verbunden werden kann. Momentan sind noch so gut wie alle Komponenten eines mobilen, tragbaren Computersystems untereinander verdrahtet. Das wird sich ändern, wie der Abschnitt über drahtlose Vernetzung später noch zeigen wird.

Darüber hinaus gibt es ein ständig wachsendes Marktsegment von Handheld-Computern, PDAs und Smartphones, deren Leistungsfähigkeit fast kontinuierlich steigt und die mittlerweile sowohl über Tragesysteme zur Befestigung am Körper der BenutzerIn verfügen als auch über eine steigende Anzahl von Schnittstellen und Anschlußmöglichkeiten für Sensoren, so dass sie in naher Zukunft als Rechnerkomponente für mobile, tragbare Computersysteme eingesetzt werden können.

Außerdem gibt es noch ein Marktsegment mit extrem kleinen, leichten, portablen PCs, die zwar nicht explizit für die Benutzung in der Bewegung entwickelt wurden und die auch keine Notebooks sind, die aber dennoch als Hinweis zu werten sind für den ungebrochenen Trend hin zur Miniaturisierung der Rechentechnik und dem Streben nach mobilen Endgeräten. Es handelt sich bei diesen Computern um konventionelle PCs, die am Einsatzort mit Ein-/Ausgabe-Devices und Stromversorgung versehen werden müssen, um betrieben werden zu können. Auch sie werden als Wearable Computer bezeich-net, sind aber keine, da sie von der Bauart her nicht für die Benutzung in der Bewegung konzipiert worden sind. In der vorliegenden Studie dienen sie als Referenz für die erreichbare Kompaktheit bei PCs. Als Referenz herangezogen wird auch ein zz handelsübliches Notebook, das zwar ebenfalls nicht in der Bewegung benutzt werden kann, jedoch über eine autonome Stromversorgung und inte-grierte Ein-/Ausgabe-Devices verfügt. Alle genannten Gerätearten werden unten in einem einheit-lichen Schema beschrieben, um sie miteinander vergleichen zu können.

Wearable Computer & Smart Clothing Anders als bei mobilen DesktopPCs, die sich im Prinzip nur in Details wie Prozessorleistung, Qualität des Bildschirms oder den integrierten Schnittstellen unterscheiden, gibt es für Wearable Computing eine Vielzahl von Rechnern, die sich deutlich voneinander abheben und nur einige wenige grund-legende Merkmale miteinander teilen. Gemeint sind hier nicht die eingesetzten Ein-/Ausgabe-Devices – die bringen noch eine weitere Unterscheidungsdimension hinzu –, gemeint sind die Unterschiede, die sich schon aus der Wahl der Komponenten für den Rechner selbst ergeben. Gemeinsam sind allen Geräten folgende Eigenschaften:

•

•

•

•

•

•

während des Betriebs am Körper zu tragen bzw. zu befestigen, ohne in der Hand gehalten werden zu müssen und ohne eine externe Ablage zu benötigen

klein, leicht und die Bewegungsfreiheit des Körpers nicht oder nur geringfügig einschrän-kend

mehrstündiger Dauerbetrieb, auch unter extremen Umgebungsbedingungen möglich

autarke, langlebige, leichte, wiederaufladbare Stromversorgung, die schon heute mit einem Batteriewechselmodus ausgestattet sein sollte, der einen unterbrechungsfreien kontinuierlichen Betrieb des Geräts ermöglicht (hot swappable)

vom Prinzip her universell einsetzbar und programmierbar, genauso wie die allseits bekannten DesktopPCs

mit (Standard-)Schnittstellen für den Anschluss peripherer Geräte ausgestattet, z.B. zum Anschluss von Ein-/Ausgabemedien, Sensoren etc

Technologien 103

Die Liste der zu beobachtenden Unterschiede bei den bisher realisierten Wearable Computer und Smart Clothes ist mindestens genauso lang. Die Tabelle auf der folgenden Seite zeigt exemplarisch einige Varianten der Hardware, die für Wearable Computing eingesetzt wird. Jedes aufgeführte Modell repräsentiert jeweils eine Klasse von Hardware-Lösungen, die im folgenden beschrieben wer-den. Schematische Beschreibungen aller genannten und weiterer Geräte sind in den Produkteüber-sichten am Ende dieses Abschnitts zusammengefasst.

Prinzipiell kann man feststellen, dass alle Rechner als Bestandteil eines mobilen, tragbaren Compu-tersystems mit Blick auf einen Anwendungsbereich entwickelt bzw. optimiert worden sind. Anders als beim Desktop Computing ist es beim Wearable Computing nicht immer die Software, die aus einem universell einsetzbaren Rechner ein spezialisiertes Anwendungssystem macht. Hier spielt neben den Ein-/Ausgabe-Devices die Rechnerhardware eine zentrale Rolle bei der Anpassung an den Anwendungsbereich und an die zu unterstützende Aufgabe. Folgende Charakterisierungen lassen sich unterscheiden:

•

•

•

Aufgabenoptimierte Hardware: Der VuMan, ein von der Carnegy Mellon Universitiy (CMU) in langjähriger Forschung und in mehreren Generationen entwickelter Wearable Computer wurde auf eine spezielle Aufgabe hin entworfen und optimiert. Ziel war die Unterstützung von WartungstechnikerInnen bei der Inspektion, speziell bei der Auswahl und der Abarbeitung einer Checkliste. Ein anderes Beispiel eines aufgabenoptimierten Designs ist das Wearable Scanning System der Firma Symbol Technologies, das zum Einscannen von Barcodes entwickelt und ergonomisch dem Körper und der Bewegung der BenutzerIn bei ihrer Tätigkeit angepasst wurde. Ein drittes Beispiel ist die mobile WebCam von ART+COM. Dabei handelt es sich um ein auf Online-Reportagen speziali-siertes mobiles, tragbares Computersystem. Die hardwareseitige Optimierung hinsichtlich des Anwendungsbereichs und der zu unterstützenden Tätigkeit ist auch und gerade bei der Entwicklung von Ein-/Ausgabe-Devices zu beobachten. Die Optimierung ist meistens verbunden mit der Umsetzung einer neuen Interaktionsmöglichkeit jenseits der Desktop-Metapher. Neu gestaltet wird aber nicht nur die Hardware, sondern insbesondere die Software.

Ergänzung der Kleidung: CharmIT ist ein modular aufgebautes Komponentensystem, das je nach Anforderung der KundIn bzw. des Anwendungsbereichs mit unterschiedlichen Ein-/Ausgabemedien verkauft wird. Beworben wird das Produkt mit Modenschauen, die zeigen, wie chic Wearable Computer aussehen können, wenn sie getragen werden. Die ersten Wearable Computer (50er und 70er Jahre), die heute also solche bezeichnet werden, waren in Schuhe integriert, damit sie für Außenstehende weitgehend unsichtbar blieben, da der Anwendungsbereich die Vorhersage beim Roulette war. Ein Beispiel neu-eren Datums sind die so genannten Watch-Computer, die wie eine Uhr am Arm getragen werden. Darüber hinaus existieren z.B. von der CMU und von der University of Bristol, aber auch von IBM, Alcatel1 und anderen kommerziell tätigen Firmen Designstudien zur Integration von Computertechnologie in Schmuck und andere Assessoires. Im Rahmen der Designstudien werden nicht immer Hochleistungsrechner integriert, meistens geht es um die geschickte und formschöne Unterbringung von Ein-/Ausgabedevices, die dann möglichst drahtlos mit einer CPU verbunden werden.

Integration in die Kleidung: Denkt man die Ergänzung der Kleidung um Computer konse-quent weiter, dann liegt der Gedanke nahe, die Bestandteile eines mobilen, tragbaren Computersystems in geeigneten Kleidungsstücken unterzubringen. Das MIThril-Projekt des MIT MediaLab stellt ein solches Konzept dar: alle benötigten Komponenten werden unsichtbar in eine Weste eingebaut. Ende Dezember 2001 ging die Ankündigung durch die Medien, dass das MIT MediaLab zusammen mit Boeing an der Integration von Wearable Computern in Raumanzüge2, d.h. die Arbeitskleidung von AstronautInnen arbeiten wird. Für den Konsumentenmarkt haben Philips und Levis eine Jacke entwickelt, in der Leitungen eingebaut sind, die zur Verbindung zwischen handelsüblicher Unter-haltungselektronik (Handy und MP3-Player) dienen. Die Firma Reima geht einen etwas anderen Weg, sie hat eine Ski-Jacke so verändert, dass ebenfalls ein handelsübliches

1 [cz01],[mz01] 2 [WearSAT02]


Mobiltelefon „eingesteckt“ werden kann, die Bedienung erfolgt jedoch durch Ziehen ein-genähten Stofflaschen, so dass die TrägerIn telefonieren kann, ohne ihre Handschuhe aus-ziehen zu müssen. Diese Art von Geräten kann man wohl nicht ganz als Wearable Computer bezeichnen, aber sie firmieren unter der Bezeichnung „Smart Clothing“ und sind sehr wohl als Ansätze zur Realisierung von Wearable Computing zu werten.

Produkt Spezifikation Hersteller Tragesystem verfügbar

VuMan Wearable Computer (aufgabenoptimiert)

Carnegy Mellon University (CMU)

am Gürtel zu tragen Prototyp

CharmIT Wearable Computer Fashion

Charmed Technology, Inc.

als Assessoires zur Kleidung und an bzw. in der Kleidung modisch angepasst tragbar

Produkt

MIThril Smart Clothing MIT MediaLab Geräte und Kabel werden unsichtbar in ein Kleidungsstück integriert, die Ein-/Ausgabegeräte werden nach außen geführt

Prototyp

Smart-Shirt

Smarte Stoffe Sensatex leitfähige Fasern werden in den Stoff eines Shirts integriert; CPU, Sensoren und Ein-/Ausgabegeräte sind direkt anschließ-bar

Produkt

PC Stick Wearable Computer ViA per Clip am Hosengurt zu tragen

Produkt in 2002

WetPC Underwater Wearable Computer

WetPC Pty. Ltd. und AIMS

in eine Taucherausrüs-tung integriert bzw. zusätzlich getragen

Produkt

Cybercompanion

Wearable AR-System

Cybercompanion Rucksack auf dem Rücken und HMD auf dem Kopf der Benut-zerIn, Referenzsystem für Tracking stationär in der direkten Umge-bung

angekündigtes Produkt

• Integration in den Stoff: Seitens der Materialforschung wird seit langem an neuen Materi-alien und Fasern geforscht, die z.B. leitfähig sind oder eine Abschirmung gegenüber elektrischen Feldern liefern, die sich selbstständig an die Umgebungsbedingungen anpas-sen usw. Für Wearable Computing steht von der Firma Sensatex nun ein Shirt zur Verfü-gung, in das die elektrischen Leitungen so eingewebt sind, dass eine Vielzahl von Gerä-ten, insbesondere Sensoren, am Körper der TrägerIn untergebracht und mit einer CPU verbunden werden können. Benutzt werden sollen solche Kleidungsstücke z.B. von kran-ken Personen, bei denen bestimmte Vitalwerte ständig gemessen werden müssen, oder von Soldaten. Das SmartShirt stellt die Infrastruktur für die Verbindung zwischen ver-schiedenen elektronischen Komponenten zur Verfügung. Es taucht bei der Betrachtung

Technologien 105

dieser Lösung allerdings die Frage auf, ob beim zu beobachtenden Fortschritt der Ent-wicklung drahtloser körpernaher Netze diese Infrastruktur nicht besser auf nicht-materi-elle Weise bereitgestellt werden sollte. Doch da noch keine eindeutigen Erkenntnisse über die gesundheitlichen Auswirkungen von Funknetzen usw. vorliegen, lässt sich hier kein Urteil fällen. Auf jeden Fall bleibt die Notwendigkeit bestehen, Sensoren, Rechnereinheit und Ein-/Ausgabe-Devices am Körper zu befestigen. Dieses Problem wird hinsichtlich der expliziten Eingabe z.B. von Text oder Telefonnummern u.a. durch die Entwicklung von waschbaren Tastaturen gelöst, die dann ebenfalls als Stoff in die Kleidung integriert sind.

•

•

•

Universell einsetzbare, kompakte Rechner: Wearable Computer-Hersteller bemühen sich natürlich darum, ihre Hardware so universell einsetzbar wie möglich zu gestalten, damit Serien produziert und keine Einzelanfertigungen gemacht werden müssen. Dabei geht es zz. immer noch um „kleiner, stärker, schneller“. ViA will beispielsweise Ende 2001 einen neuen Wearable Computer herausbringen, der bei gesteigerter Leistungsfähigkeit kleiner ausfällt und drahtlos mit den Ein-/Ausgabekomponenten verbunden sein soll. Auch der neuste „Mobile Assistant“ von Xybernaut, der MA V, ist kleiner und schneller, und die WearableGroup der CMU hat für 2002 die Vermarktung einer ultrakleinen, kompakten mobilen, tragbaren CPU (Spot) angekündigt, die über Standardschnittstellen für den Anschluss beliebiger peripherer Geräte verfügt. Xybernaut beschreitet mit der Entwick-lung des MA TC, eines weiteren neuen Modells, einen neuen Weg, eine universelle Ein-setzbarkeit mit einer individuellen Anpassung an den konkreten Anwendungsfall „unter einen Hut zu bringen“: Der Rechner selbst ist unterteilt in eine universelle Rechnerkom-ponente und in eine kompakte Schnittstellenkomponente, die mit wenigen Handgriffen voneinander zu trennen sind. Die Schnittstellenkomponente lässt sich so konfigurieren, dass sie die vom Anwender benötigten Ein-/Ausgabe-Devices bedient, jede Bestellung kann andere Schnittstellen enthalten.

Anpassung an die Umgebungsbedingungen: Der WetPC wurde für den Einsatz beim Tau-chen entwickelt. Bei der Hardwareentwicklung muss in diesem Fall keine Rücksicht auf Gewicht oder Wärmeableitung genommen werden, da diese Merkmale bei der Benutzung unter Wasser keine Rolle spielt, die Robustheit gegenüber Feuchtigkeit und Außendruck ist hier das Kriterium. Die Firma ViA ist in der Lage, ihre Produkte mit einer extrem hohen Resistenz gegen Hitze auszurüsten, so dass sie z.B. von Feuerwehrleuten im Brand-fall vor Ort benutzt werden können, serienmäßig werden solche Geräte allerdings noch nicht produziert. Die für den militärischen Einsatz hergestellten Wearable Computer sind ebenfalls überaus robust, das galt zumindest für den Phoenix 2, der bereits 1997 von der Phoenix Group Inc. auch für zivile Zwecke verkauft wurde. So wie alle anderen militäri-schen Produkte wird er scheinbar nicht mehr produziert.

Anzulegen wie ein Werkzeug: Wearable Computer können wie ein Werkzeug benutzt und in diesem Fall für die Bewältigung einer bestimmten Aufgabe angelegt werden, so wie eine Lupe zur Begutachtung von Edelsteinen zeitweise vor dem Auge befestigt wird. Der Cybercompanion von der gleichnamigen Firma ist ein solches Gerät. Es ist zz. mehr eine mobile, tragbare Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Umgebung und kann nicht ständig und in der alltäglichen Umgebung benutzt werden. Auch die meisten für klassi-sche Augmented Reality-Anwendungen mit 3D-Visualisierung entwickelten mobilen, tragbaren Systeme können im Moment nur zeitweise angelegt werden. Hier stehen noch einige Verbesserungen bzgl. der Hardware und insbesondere auch bzgl. der Ein-/Ausgabe-Devices und der Software aus, damit diese Systeme z.B. in die Kleidung inte-griert werden können.

Es gibt noch einige weitere Geräte, die in den folgenden schematischen Beschreibungen aufgeführt werden, die allerdings in keine der genannten Kategorien fallen. Da ist z.B. der Matchbox PC von Tiqit Computers, eine streichholzschachtelgroße CPU mit Festplatte und Schnittstellen, die allerdings weder über ein Gehäuse noch über eine integrierte Stromversorgung verfügt. Dieses Produkt ist auf dem Markt erhältlich, es eignet sich besonders gut als Komponente für die Integration in ein neu zu entwickelndes Komplettsystem. Auch einige Forschungsprototypen wurden hier nicht eingeordnet, da sie keine wirklich neu entwickelten Computer sind, sondern nur aus austauschbaren Standardkompo-nenten zusammengestellt wurden. Als schematische Beschreibungen sind sie dennoch interessant, da


sie zur Lösung spezieller Anwendungsprobleme eingesetzt wurden bzw. werden und ihre technologi-schen Eigenschaften insofern interessant sind, da sie Anforderungen an kommerzielle Systeme reprä-sentieren. In der folgenden Produktübersicht werden die einzelnen Wearable Computer, insbesondere die kommerziell verfügbaren, ausführlich behandelt und verglichen.

Produktübersicht Wearable Computer

Wearable Computer sind Rechner, die am Körper getragen werden und auch in der Bewegung zu benutzen sind. Sie müssen robust sein und auch unter harten Umweltbedingungen zuverlässig funkti-onieren. Weltweit konnten mehr als 30 verschiedene Arten bzw. Einzelexemplare ermittelt werden, ca. die Hälfte davon sind Eigenbauten und Forschungsprototypen, z.T sind ihre Bestandteile aller-dings nicht eindeutig identifiziertbar, d.h. die Papierlage bzw. die Online-Quellen geben keine genaue Auskunft, so dass es sich bei einigen Prototypen auch um kommerziell verfügbare Geräte handeln kann. Die zweite Hälfte der ermittelten Wearable Computer sind kommerziell gefertigte und vertrie-bene bzw. mit oder von marktorientierten Firmen entwickelte Geräte. Zz. sind ungefähr 11 Produkte auf dem Markt, 4 weitere wurden für die nahe Zukunft angekündigt. Firmen, die Wearable Computer für den zivilen Einsatz entwickeln, sind folgende:

•

•

•

•

•

Charmed Technology ist ein Spin-Off des MIT, das sich auf das Design von Wearable Computern als modischem Zubehör zur Kleindung spezialisiert hat.

Symbol Technologies haben bereits vor mehreren Jahren ein ergonomisch gestaltetes und weitgehend freihändig zu bedienendes Wearable Scanning System (WSS) entwickelt, das von seinen Merkmalen her ein Wearable Computer ist. Das System wird kommerziell eingesetzt und gilt bislang als der im wirtschaftlich Einsatz erfolgreichste Wearable Com-puter. Symbol bietet darüber hinaus auch Handheld-Barcodescanner, stationäre Scanner-Systeme und Kommunikationssysteme an.

Tiquit Computer, ein Spin-Off der Stanford University, vermarktet die universitäre Entwicklung einer streichholzschachtelgroßen CPU, inkl. Festplatte und diversen Schnitt-stellen. Der so genannte MatchboxPC hat kein eigenes Gehäuse und wird ohne eine spe-zielle Stromversorgung verkauft.

ViA hat bisher zwei Versionen eines Wearable Computers auf den Markt gebracht, die sich in erster Linie hinsichtlich ihres Leistungsprofils unterscheiden. Es handelt sich um universell einsetzbare CPUs mit einem sehr robusten Gehäuse und einer Vielzahl von Standard-Schnittstellen, ausgestattet mit einer autonomen Stromversorgung. ViA hat sich auf die Rechnereinheit spezialisiert, die mit einem Gürtel an der Taille getragen wird. Die Firma bietet darüber hinaus nur noch extrem robuste in der Hand zu haltende Flat-Panel-Displays an, die auf Wunsch auch resistent gegen große Hitze erhältlich sind. Für die nahe Zukunft haben sie einen noch kleineren und leistungsfähigeren Wearable Computer ange-kündigt, der etwas größer als ein Portemonnaie ist und z.B. mit einem Clip am Gürtel befestigt werden kann.

Xybernaut Corp. hat seit Anfang der neunziger Jahre fünf verschiedene Wearable Compu-ter entwickelt und vermarktet. Die neusten Produkte wurden jeweils in Kooperation mit anderen Hard- und Software-Herstellern entwickelt bzw. werden von diesen vermarktet. Xybernaut hat auf dem Wearable Computer-Markt eine Vormachtstellung inne, da die Firma eine Vielzahl von Patenten rund um diese Ausprägungen mobiler Computertech-nologie hält. Xybernaut ist die einzige Firma, die Wearable Computer als Komplettsystem herstellt bzw. vertreibt. Die KundIn kann ihr System modular zusammenstellen und wählt dabei aus einer Palette von proprietären oder zugelieferten Ein-/Ausgabe-Devices die für ihre Anforderungen geeigneten aus. Zur Verfügung stehen CPU, Tragesysteme, HMD oder FPD, Arm-Mounted-Keyboard, mobile Maus, Mini-WebCam etc., zz. werden diese Komponenten noch per Kabel miteinander verbunden.

Ausgewählte Produkte der genannten Firmen sind in der folgenden Tabelle aufgelistet. Dargestellt werden nur einige wenige, aber dafür wesentliche Eigenschaften kommerziell verfügbarer Rechner. Größe, Gewicht und Akku-Laufzeit sowie die Trageeigenschaften sind die für den mobilen Einsatz

Technologien 107

besonders interessanten Parameter. Ausführliche Vergleichstests, wie sie z.B. von der Stiftung Warentest oder der Zeitschrift c’t durchgeführt werden, liegen noch nicht vor.

Produkt CharmIT Kit WSS 1040/1060 Matchbox PC VIA II MA IV TC

Her-steller

Charmed Technology, Inc.

Symbol Technologies, Inc.

Tiqit Compu-ters, Inc

ViA, Inc. Xybernaut Corp.

Prozes-sor

Pentium MMX

266-400 MHz

NEC V25

16 MHz

486-SX (AMD Elan SC410)

66 MHz

Transmeta CrusoeTM

600 MHz

Intel Pentium® III, 400 MHz (mobile)

Haupt-speicher

64-256 MB 640 KB 16 MB SDRAM

64 - 128MB DDR

64 - 192 MB SDRAM

Fest-platte

10 oder 20 GB n.v. 1 GB > 6.2 GB 12 -32 GB

Schnitt-stellen

1 USB

2 seriell

2 PCMCIA Typ II

VGA

IrDA

WLAN 802.11

1 PS/2 2 seriell 1 parallel VGA

Diskettenlauf-werk

IDE-Slave

1 USB 2 seriell 2 PCMCIA Typ II 2 PS/2 VGA duplex Audio in/out (stereo)

S-Video in 2 USB 1 seriell 2 PCMCIA Typ II VGA oder LVDS duplex Audio in/out (stereo)

Strom-versor-gung

2 Camcorder-Akkus

Netzteil

Einzellen-Lithium-Ionen Akku

Backup: per Superkonden-sator

Docking-Station

z.B. Sony-Akku, Lithium-Ion Akku, Bleiakku, etc.

Kfz-Zigaretten-anzünder (12V oder 24V),

Lithium-Ion Akku (Dual)

Netzteil

intern: NiMH-Akku

extern: Lithium-Ion Akku

Docking-Station

Akku-wechsel

hot swappable hot swappable hot swappable hot swappable hot swappable

Betriebszeit

11 Std. (ohne Display)

> 8 Std.

Backup: 15 Min.

2-6 Std. 6 Stunden intern: 1,5 Std.

extern: 4-6 Std.

Trage-system

in einer Gürtel-tasche

ergonomisch mit Gurt und Ring an Unterarm und Zeigefinger

ein Gehäuse ist nicht vorhan-den

mit Gurt an der Taille

mit Gurtsystem an der Taille oder in einer Weste

Betriebssystem

Linux (vorinst.), Windows ≥98

DR DOS Windows <98 Windows ≥98, Linux

Windows ≥98, Linux

Größe in cm

k.A. 12,2 x 8,6 x 7,4 7,0 x 5,0 x 2,4 ca. 25 x 8 x 3,2 18,7 x 6,3 x 11,7

Gewicht k.A. 316 g 93 g 625 g 900 g (inkl. interner Akku)

je externer Akku: 454 g


Auch für militärische Anwendungsbereiche werden seit langem Wearable Computer entwickelt, z.B. von der Phoenix Group Inc. und von Rockwell Collins, einem der großen Rüstungsunternehmen der USA. Die amerikanische Rüstungsindustrie ist vor einigen Jahren dazu übergegangen, die von ihnen eingesetzten Technologien nicht mehr selbst zu entwickeln, sondern auch Produkte ziviler Firmen einzukaufen und zu verwenden (off-the-shelf), so dass in jüngster Zeit scheinbar keine Eigenent-wicklung mehr stattgefunden hat. Die für den militärischen Einsatz verwendeten Wearable Computer werden in der Regel in die am Körper getragenen Waffensysteme integriert, wie man z.B. der Berichterstattung zur Bewaffnung der in Afghanistan eingesetzten US-Soldaten entnehmen konnte. Details zu diesen Systemen sind allerdings seit Ende Sommer 2001 nicht mehr frei zugänglich. In der später noch folgenden schematischen Darstellung der Produkte und Prototypen werden deshalb nur drei militärische Produkte vorgestellt (Phoenix2, Falcon und Trekker), die älteren Datums sind und nicht mehr vertrieben werden.

Der Einsatz vom Wearable Computern ist die eine Klasse von Hardware für mobile, tragbare Com-putersysteme. Eine weitere Klasse sind Smart Clothings, die eine ähnliche Funktion wie die Wearable Computer erfüllen, allerdings andere Trageeigenschaften besitzen. Ihrer Entwicklung liegt deutlich der Wunsch zugrunde, das Gerät als solches noch weiter an den Rand der Wahrnehmung zu verban-nen und durch die Integration in die Bekleidung einerseits Lust auf das Tragen eines solchen Systems zu erzeugen, es andererseits aber im Sinne des Ubiquitous Computing in die Dinge des täglichen Gebrauchs zu integrieren. Das sich Wearable Computer und Smart Clothing in Konkurrenz zueinan-der befinden, ist nicht zu bestreiten. Welches Konzept sich am Ende am Markt durchsetzen wird, ist jedoch noch nicht entschieden. Bisher wird je nach Anwendungsbereich die eine oder andere Form des Tragens bevorzugt, so dass zu hoffen ist, dass eine Heterogenität erhalten bleibt.

In den folgenden drei Abschnitten werden zu den skizzierten Klassen der mobilen, tragbaren Endge-räte einige Produkte, Prototypen und Forschungsexemplare schematisch beschrieben. Als erstes wird die ganze Breite der Wearable Computer vorgestellt, gefolgt von einer Auswahl aus der Palette der Smart Clothing, die von jeder bisher vorhandenen Art ein Beispiel enthält. In Anschluss werden einzelne PDAs, Smartphones und HandheldPCs beschrieben, die zz. auf dem Markt sind. Als letztes werden die mobilen, aber nicht tragbaren Referenzgeräte beschrieben. Die letzten beiden Kategorien dienen der Referenz.

Produktbeispiele Wearable Computer

Mobile Assistant (MA) IV Mobile Assistant (MA) TC Mobile Assistant (MA) V Poma VIA II PC (Modell A und B) PC Stick CharmIT Kit WSS 1040/1060 Wearable Scanning System WSS 1000 Wearable Scanning System MPC (Matchbox PC) WetPC cybercompanion

FAST (Factory Automated Support Technology) Spot Core Module VuMan 3 VuMan 1 und II Navigator 1 und II V3 und WearCam Oregon Wearable Computer WearComp Phoenix 2 Trekker IBM´s wearable PC prototype The Wearable Mobile Assistant (MA) III

Wearable Computer 109

Mobile Assistant (MA) IV

Firma Xybernaut Corp.

Adresse http://www.xybernaut.de

Beschreibung Der MA IV ist ein modular angelegtes Komplettsystem eines Wearable Computers mit der Leistungsfähigkeit eines einfachen, leicht veralteten PCs. Er ist mit 990g gegenüber dem Vorgängermodell ein Leichtgewicht. Bei den Ein-/Ausgabedevices kann gewählt werden zwischen einem Headset mit monokularem HMD, Mikrofon und Kopfhörer, einer Mini-Tastatur zum Tragen am Unterarm, und einem Touchscreen, ebenfalls am Unterarm zu tragen. Das Zeigegerät ist in das stoßfeste Gehäuse integriert. Falls weitere Geräte angeschlossen werden sollen, kann ein Port-Replikator in den Tragegürtel integriert werden.

Spezifikation Wearable Computer

Prozessor 200 oder 233 MHz Intel Pentium® MMX

Hauptspeicher 32 bis 160 MB RAM

Festplatte 2,1 bis 32 GB Festplatte (herausnehmbare HDD), shock-mounted

Schnittstellen PCMCIA: zwei Typ II oder ein Typ III

USB

Anschluss für Port-Replikator

HMD oder FPD (Toucscreen)

Full-Duplex Soundkarte (stereo), Line in/out (Audio)

Input/Output integriert

Maus, Spracherkennung

Stromversorgung externer Lithium-Ion-Akku, 4-6 Std. Betriebszeit

Zubehör Port-Replikator mit Mikrofon-Eingang, Kopfhörer-Ausgang, Line-in, seriell, parallel, SXGA, PS/2-Maus, PS/2-Tastatur, USB Ports, Floppy Drive

Miniport Replikator (Keyboard und Floppy Drive)

AC Netzteil/Ladegerät

Tragesystem mit Gurtsystem an der Taille oder in einem Rucksack

Betriebssystem Windows, Linux etc.

Eigenschaften

Größe 18,7 x 6,3 x 11,7 cm

Gewicht 900 g (je Batterie: 454 g)

Umgebung Betriebstemperatur: 5°C – 35°C

Lagertemperatur: -20°C – 70°C

Luftfeuchtigkeit: 30 – 90% (nicht kondensierend)

http://www.xybernout.de/

110 Kapitel IV: Tragbare Rechner Erweiterungen XyberKey™ (Tastatur für das Handgelenk)

XyberView™ (HMD)

XyberCam™ (Mini-Webkamera)

XyperPanel™ (FPD); Aufrüstung auf DLR (bei Sonne lesbar)

Weste mit integrierter Batterie, CPU, FPD, Mini-Port-Replikator-Taschen, Kabelkanälen

Rucksack zum Tragen der zusammengesetzten Einheit

Kfz-Ladegerät mit Adapter für den Zigarettenanzünder

Komplettausstattung modular

Verfügbarkeit kommerziell

Sonstiges magnesium-legiertes Gehäuse

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.xybernaut.com/product/prod_des.htm

http://www.xybernaut.com/product/prod_lit.htm

http://www.xybernaut.com/downloadables/ma4.pdf


http://www.xybernaut.com/product/prod_des.htm


http://www.xybernaut.com/downloadables/ma4.pdf


Mobile Assistant (MA) TC



Beschreibung Der MA TC (transferable core) ist der direkte Nachfolger des MA IV und stellt neben der höheren Leistungsfähigkeit eines Prozessors aus der stromsparenden mobile-Generation eine Perfektionierung seines Vorgängers bzgl. der Schnittstellen dar. Die Schnittsellen sind in einer kompakten Komponente zusammengestellt, die mit wenigen Handgriffen ausgetauscht werden kann. Bei der Bestellung eines TC kann diese Komponente für die speziellen Anforderungen des Einsatzbereichs individuell konfiguriert werden. So ist der sowohl speziell als auch überaus flexibler und die BenutzerIn muss keinen überflüssigen Ballast mit sich herumtragen.

Die Ein-/Ausgabedevices können wie beim MA IV modular gewählt werden, so dass die Palette vom Headset mit monokularem halbdurchsichtigen HMD, Mikrofon und Kopfhörer über die Unterarm-Tastatur bis zum Touchscreen (normal oder im Sonnenlicht lesbar) reicht. Darüber hinaus sind auch Devices von Fremdfirmen anschließbar, z.B. ein digitales Display.


Prozessor Intel Pentium® III 400 MHz (mobile)

Hauptspeicher 64 bis 192 MB SDRAM

Festplatte 12 bis 32 GB Festplatte, shock-mounted

Schnittstellen PCMCIA: zwei Typ II oder ein Typ III USB Line in/out (Audio) Full-Duplex Soundkarte (stereo)

Optionale Peripherie-Anschlüsse: S–Video Eingang, 1 PS/2 Tastatur/Maus 2 USB 3.5 mm (.13in) Mikrofoneingang 3.5mm (1.3in) Stereo Kopfhörerausgang Betrieb ein/aus Reset-Taste 1 seriell

für analoges Interface: Head-Mounted Display (video/audio/COM1),

für digitales Interface: LVDS

für Desktop Interface: SXGA (1280x1040) IDE für CD-ROM oder zweite HDD LPT/FS shared Ethernet (10/100BaseT)


Maus, Spracherkennung

Stromversorgung interner NiMH-Akku, 1.5 Stunden Betriebsdauer, hot swapping möglich

externer Lithium-Ion-Akku mit 4-6 Stunden Betriebsdauer

Zubehör


112 Kapitel IV: Tragbare Rechner Tragesystem mit Gurtsystem an der Taille oder an der Weste

Betriebssystem Windows 95 / 98 / ME / NT / 2000, Linux und andere

Eigenschaften

Größe 18,7 x 6,3 x 11,7 cm

Gewicht 900 g (inklusive interner Akku) (je Batterie: 454 g)

Umgebung

Erweiterungen XyberKey™ (Tastatur für das Handgelenk)

XyberView™ (HMD)

XyberCam™ (Mini-Webkamera)

XyperPanel™ (FPD); Aufrüstung auf DLR (bei Sonne lesbar)

Weste mit integrierter Batterie, CPU, FPD, Mini-Port-Replikator-Taschen, Kabelkanäle

Plus XyberPort™ Multi-Use Connector



Sonstiges magnesium-legiertes Gehäuse

integrierter Videoschnitt

Besonderheiten

Referenzen



http://www.xybernaut.com/downloadables/tc.pdf




http://www.xybernaut.com/downloadables/tc.pdf


Mobile Assistant (MA) V



Beschreibung Der MA V ist die neueste Rechnergeneration von Xybernaut und wird in enger Kooperation mit IBM hergestellt. Sie entspricht von der Leistung her einem mittleren Notebook und verfügt über eine gute Auswahl an Schnittstellen, so dass neben den Ein-/Ausgabedevices von Xybernaut auch auf die Anwendung hin spezialisierte Interfaces oder die neuesten Entwicklungen des Mikrodisplay-Marktes eingesetzt werden können. Durch die Kooperation mit IBM konnte die Spracherkennung verbessert werden. Darüber hinaus zeichnet sich das Gerät durch eine weitere Verringerung des Gewichtes aus.


Prozessor Intel mobile Celeron 500 MHz, 1.1 V Ultra Low Voltage, 128 KB L2 Cache

Hauptspeicher 128 MB SDRAM, erweiterbar auf 256 MB

Festplatte 2 GB interne HDD erweiterbar auf 5 GB, extern erweiterbar auf 32 GB

1 GB wechselbare HDD (CF)

Schnittstellen Compact Flash USB FireWire DC-IN Anschluss LVDS GVIF CRT Monitoranschluss UIP (User Interface Port) PDP (Power Docking Port) für den Anschluss an den MA V Holster Soundkarte, Full-Duplex, Stereo I/O


Spracherkennung

Stromversorgung integrierter primärer Lithium-Ion-Akku

externe Akkus (hot swappable)

Zubehör AC Netzteil/Ladegerät

Tragesystem in einem Holster an der Taille oder am Gürtel

Betriebssystem Windows 98 / NT / 2000, Unix, Linux

Eigenschaften

Größe 15,0 x 9,0 x 5,1 cm

Gewicht 445 g (je Batterie: 170 g)

Umgebung

Erweiterungen MA V Holster

FPD (Touchscreen; normal oder bei Sonnenlicht lesbar) oder HMD

Mini-Tastatur

Zeige-Devide



114 Kapitel IV: Tragbare Rechner Verfügbarkeit Kommerziell

Sonstiges Ruhezustandschalter

8 MB SDRAM Grafik-Speicher, dauerhaft

magnesium-legiertes Gehäuse

Besonderheiten wird von IBM hergestellt

Referenzen

Quelle http://www.xybernaut.com/downloadables/MAVbrochure_2page.pdf


http://www.xybernaut.com/downloadables/MAVbrochure_2page.pdf


Poma

Firma Xybernaut Corp


Beschreibung Die Wearable Internet Appliance (WIA) ist in einer Kooperation zwischen einem Wearable-Computer-, einem Prozessor-Hersteller, eine HMD-, einem Mikrodisplay-Hersteller und einem Softwareproduzenten entstanden und zielt auf den Einsatz auf dem Konsumenten-Markt ab. Das Gerät ist noch nicht verfügbar, soll aber zum Weihnachtsgeschäft 2001 unter dem Namen „poma“ auf den amerikanischen Markt gebracht werden. Die bekanntgegebenen Details zur WIA sind noch etwas dürftig. Man kann aber davon ausgehen, dass das Gerät sich in der Klasse der PocketPCs und HandheldPCs behaupten muss, da seine Leistungsfähigkeit in diesem Bereich angesiedelt ist. Es unterscheidet sich von den anderen Geräten dieser Klasse insbesondere durch das monokulare HMD an einem Headset mit Mikrofon und Lautsprecher. Ob bei den KonsumentInnen schon eine Akzeptanz für einen am Kopf getragenen Bildschirm vorhanden ist, wird sich nach der Produkteinführung zeigen. Wenn dem so ist, kann man davon ausgehen, dass Wearable Computing sich innerhalb kürzester Zeit rasend schnell verbreiten wird.


Prozessor Hitachi 32-Bit 128 MHz RISC Prozessor mit Coprozessor

Hauptspeicher 32 MB

Festplatte 32 MB

Schnittstellen Compact Flash USB SVGA (800x 600) 18 bit Farben Maus Tastatur


Spracherkennung

Stromversorgung interner Akku (austauschbar)

Zubehör

Tragesystem wird mit einem Clip an einem beliebigen Gürtel befestigt

Betriebssystem Windows CE 3.0

Eigenschaften

Größe 14 x 9 x 2,6 cm

Gewicht 309 g (Display < 70 g)

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung Headset mit HMD, Kopfhörer und Mikrofon

Verfügbarkeit kommerziell (ab Ende 2001)

Sonstiges

Besonderheiten


116 Kapitel IV: Tragbare Rechner Referenzen

Quelle http://global.hitachi.com/New/cnews/E/2001/0719/index.html

http://www.golem.de/0107/14926.htlm

http://www.xybernaut.com/newxybernaut/Solutions/product/poma_product.htm

c´t 18/2001, Seite 29, Heise Verlag

Datum Gesehen: September/Dezember 2001

http://global.hitachi.com/New/cnews/E/2001/0719/index.html

http://www.golem.de/0107/14926.htlm

http://www/


VIA II PC (Modell A und B)

Firma ViA, Inc.

Adresse http://www.via-pc.com/

Beschreibung Der ViA II PC ist eigentlich eine (stromsparende) CPU plus Festplatte in einem umweltgeschützten Gehäuse, versehen mit einer guten Auswahl an Schnittstellen für den Anschluss externer Devices wie Sensoren, Display und Eingabedevices. ViA beschränkt sich bei der Produktion von Zusatzgeräten und Erweiterungen auf zwei Touchscreen-Handheld-Displays (eines lesbar bei Sonnenlicht, das andere bei schwachem Licht). Allerdings gibt es Spezialanfertigungen dieser Geräte für den Einsatz unter härtesten Temperaturbedingungen: für Katastropheneinsätze der Feuerwehr.


Prozessor 166 MHz Cyrix Media Gxi TM (A) oder 600 MHz Transmeta Crusoe TM (B)

Hauptspeicher 64 MB DRAM (A) oder 64 MB DDR erweiterbar auf 128 MB DDR (B)

Festplatte 6.2 GB oder größer (2.5” ultra-low profile HDD)

Schnittstellen PCMCIA: zwei Typ II oder ein Typ III 2 PS/2 1 RS-232 1 serielle für Kommunikation USB analoger Mikrofoneingang, Stereo Ausgänge (Onboard Full Duplex Audiokarte) SVGA für CRTs und LCDs


Stromversorgung Lithium-Ion Batterie, 6 Stunden, hot swappable Betriebs- / Ruhezustand-Schalter und Status-LED Anschluss für Netzteil Dual-Batterie smart bus Anschluss

Zubehör Port-Replikator

Akku / Ladegerät

Tragesystem wird mit Gürtel an der Taille getragen

Betriebssystem Windows 98 (aufrüstbar auf Windows NT 4.0 (A), bzw. auf Windows 2000 oder NT 4.0 (B))

Eigenschaften

Größe ca. 25 x 8 x 3,2 cm

Gewicht 625 g

Umgebung Betriebstemperatur: 0°C - 55°C Gehäuse und -20°C – 45°C Außentemperatur Lagertemperatur: -20 – 65 °C (Gehäuse) Luftfeuchtigkeit: im Betrieb 8 – 90%, nicht kondensierend

Erweiterungen Pen Services bei Sonnenlicht lesbares Display (800 x 600, SVGA oder 640 x 480, VGA) bei schwachem Licht lesbares Display (800 x 600, SVGA oder 640 x 480, VGA)

http://www.via-pc.com/

118 Kapitel IV: Tragbare Rechner Komplettausstattung


Sonstiges mechanischer Stoß: halbe Sinuswelle, 150 G/2 ms

PanelLink_Kabelverbindung zu FPD

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.via-pc.com/product/VIAIIPC/VIAIIPC.HTM http:://WWW.VIA-PC.COM/DOWNLOAD/VIAIIPC.pdf http://www.via-pc.com/DOWNLOAD/USERSGUIDE.PDF


http://www.via-pc.com/product/VIAIIPC/VIAIIPC.HTM

http://www.via-pc.com/DOWNLOAD/VIAIIPC.pdf

http://www.via-pc.com/DOWNLOAD/USERSGUIDE.PDF


PC Stick

Firma ViA, Inc.


Beschreibung Der PC Stick wird die neueste Generation eines Wearables Computers von ViA werden. Er wird extrem klein, extrem leicht und sehr wenig Strom verbrauchen. Seine äußere Form ist schon bekannt, nicht aber die technischen Details. Der PC Stick ist für Ende 2001 für den amerikanischen Markt angekündigt.


Prozessor Transmeta Crusoe 600 oder 800 MHz

Hauptspeicher

Festplatte

Schnittstellen USB drahtlose Verbindung zu Monitor, Maus, Tastatur


Spracherkennung (VoIP Sprachübersetzung (MLTS)

Stromversorgung

Zubehör

Tragesystem z.B. mit einem Clip am Gürtel

Betriebssystem Windows 98 oder 2000

Eigenschaften

Größe wie eine TV-Fernbedienung

Gewicht 200 g

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung

Verfügbarkeit Produkt in 2002

Sonstiges voraussichtlich Ende 2001 auf dem amerikanischen Markt erhältlich

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.via-pc.com/DOWNLOAD/PC_STICK.pdf

Datum Gesehen: Juni 2001


http://www.via-pc.com/DOWNLOAD/PC_STICK.pdf


CharmIT Kit

Firma Charmed Technology, Inc.

Adresse http://www.charmed.com

Beschreibung Das CharmIT Kit ist ein Bausatz, bestehend aus einer dem PC/104-Standard entsprechenden CPU, einer Festplatte und einigen Standardschnittstellen. Erweitert werden kann (und muss) der Grund-bausatz um die Stromversorgung sowie alle Ein- und Ausgabegeräte. Gedacht ist beim Zusammenbau und auch bei der Zusammenstellung der Komponenten an eine ganz individuelle Fertigung, z.B. an eine geeignete Integration der verschiedenen Bestandteile in die Kleidung. Die Firma Charmed wurde von einem der Pioniere der Wearable Computer, Thad Starner, MIT, gegründet und wirbt mit Modenschauen für ihre Produkte.

Spezifikation Wearable Computer Fashion

Prozessor Pentium 266-400 MHz MMX

Hauptspeicher 64-256 MB

Festplatte 10 oder 20 GB

Schnittstellen 1 USB 2 seriell (1 intern, 1 extern) 2 PCMCIA SVGA 100 Mb Ethernet


Stromversorgung 2 Standard-Camcorder-Batterien, Betriebsdauer: zusammen 11 Std. (ohne Display), hot swappable 120V AC Netzteil für stationären Betrieb

Zubehör

Tragesystem in einer Gürteltasche oder an einem Gürtel oder anders an die Bekleidung angepasst

Betriebssystem Linux (vorinstalliert), Windows 98 / NT / 2000

Eigenschaften

Größe

Gewicht

Umgebung

http://www/

Wearable Computer 121 Erweiterungen Everyday Use Battery Kit:

2 Doppelakku-Ladegeräte, 2 Batteriekabel, 6 7.2V 40Whr Li-Ion Akku mit Clip Everyday Use Bundle: 1 CharmIT Kit, 1 Everyday Use Battery Kit 1 Gürteltasche 1 Twiddler2 1 Mini USB hub CharmIT Everyday B/W Display Bundle: 1 Everyday Use Bundle 1 M1- Display (TekGear) CharmIT Everyday Color Display: 1 Everyday Use Bundle 1 MicroOptical Display

Komplettausstattung Bausatz mit verschiedenen Kits


Sonstiges Aluminiumgehäuse

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.charmed.com/catalog/

Datum Gesehen: November 2001

http://www.charmed.com/catalog/


WSS 1040/1060 Wearable Scanning System

Firma Symbol Technologies, Inc.

Adresse http://www.symbol.com

Beschreibung Der Wearable Computer von Symbol ist ein Computersystem, das auf die „beiläufige“ Datenaufnahmen – das Lesen von Barcodes – hin optimiert ist. Die Hardware, bestehend aus dem Computer und einem miniaturisierten Laserscanner, ist ergonomisch optimal an die primäre Aufgabe der Benut-zerInnen angepasst (manueller Transport von Gütern) und so gestaltet, dass sie in ihrer körperlichen Bewegungsfreiheit nicht eingeschränkt wird und der Benutzung des Systems kaum Aufmerksamkeit schenken muss. Das System lässt sich im Rahmen dieser primären Aufgabe an die Gegebenheiten der speziellen Anwendungsfirma anpassen, z.B. durch den Einsatz eines anderen Scanners, und es lässt sich erweitern, z.B. durch die drahtlose Integration in ein Firmennetz bzw. ein umfassendes Prozesssteuerungssystem. Im Gegensatz zu vielen anderen Wearable Computern sind kaum Schnittstellen für den Anschluss anderer Devices oder Sensoren vorgesehen, so dass die Variationsmöglichkeiten relativ eingeschränkt sind. Im Gegensatz zu anderen Wearable Computern ist dieses System aber nicht nur ein Prototyp und nicht nur im Feldversuch getestet, sondern es wird seit Jahren erfolgreich kommerziell eingesetzt.

Spezifikation Wearable Wrist Computer

Prozessor NEC V25 16 MHz

Hauptspeicher 640 KB

Festplatte

Schnittstellen Schnittstelle zur Ladestation: Serieller IR-Anschluss; max. 38,4 kB


Display: 4 Zeilen x 20 Zeichen oder 8 Zeilen x 20 Zeichen; FSTN LCD-Display mit Hintergrundbeleuchtung Membrantastatur mit 27 Tasten und Hintergrundbeleuchtung Netzwerk: Spectrum24®, Datenübertragungsgeschwindigkeit: WSS 1060: 11 Mbps, WSS 1040: 1 Mbps Antenne: intern, variabel Frequenz: abhängig vom Einsatzland; in der Regel 2,4 bis 2,5 GHz Kompatibilität: FCC Teil 15 (nur USA), ETSI 300.328 (Europa), RCD STD-33 (Japan)

Stromversorgung Akku: Einzellen-Lithium-Ionen (1200 mAh), Ladezeit 140 Min.,

Backup-Stromversorgung: Superkondensator mit einer Backup-Zeit von 15 Minuten

Betriebszeit: länger als 8 Std.

Zubehör

Tragesystem ergonomisch an Unterarm und Zeigefinger, mit einem Gurt und einem Ring befestigt

Betriebssystem DR DOS

Eigenschaften

Größe 12,2 x 8,6 x 7,4 cm ( B x L x H)

Gewicht 316 g (350 g mit Mikro-Funkmodul für den Nahbereich)

http://www.symbol.com/

Wearable Computer 123 Umgebung Einsatztemperatur: -20 bis 50 C

Lagertemperatur: -40 bis 60 C Luftfeuchtigkeit: 5 bis 95% (nicht kondensierend)

Erweiterungen

Komplettausstattung Ring-Scanner RS 1 oder ein anderer proprietärer Laser-Scanner


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle ftp://symstore.longisland.com/symstore/pdf/ws104ger.pdf


ftp://symstore.longisland.com/symstore/pdf/ws104ger.pdf


WSS 1000 Wearable Scanning System

Firma Symbol Technologies, Inc.


Beschreibung Das WSS 1000 wurde auch bekannt unter dem Namen “WWC 1000 – Wearable Wrist Computer”. Es ist der bisher am häufigsten verkaufte Wearable Computer und Vorgängermodell der WSS 1040/1060. Die Technologie hat sich bewährt, so dass dieses Modell sich nur in kleinen Details von seinen Nachfolgern unterscheidet.

Spezifikation Wearable Wrist Computer

Prozessor NEC V25 16 MHz

Hauptspeicher 640 K RAM

Festplatte

Schnittstellen Dockingstation Interface: 38.4K maximale Baudrate IR, serieller Anschluss, Power


4 Zeilen x 20 Zeichen oder 8 Zeilen x 20 Zeichen backsplits FSTN LCD 27-key hintergrundbeleuchtete Membran-Tastatur Short-range microradio (wireless printing) optional Spectrum One® (I) oder Spectrum24® (II) Antenne: (I): intern; (II): intern, variabel Frequenz: (I): 902-928 MHz (Frequenzmodulation) (II): 2,4-2,5 GHz (länderabhängig) Modulation: mehrfach, Softwaregesteuert Datenrate: (I): 60,6 Kbps; (II) 1 Mbps Regelkonformität: (I): erfüllt FCC Teil 3 (Nur für USA) (II): FCC Teil 15 (nur für USA), ETSI 300, 328 (Europa), RCD STD-33 (Japan)

Stromversorgung Einzellen Lithium-Ion Akku (1200mAh), 140 Min. Ladezeit

starker Kondensator erbringt 15 Minuten Backup-Zeit

Betriebszeit: länger als 8 Std.

Zubehör

Tragesystem ergonomisch an Unterarm und Zeigefinger, mit einem Gurt und einem Ring befestigt

Betriebssystem DR DOS

Eigenschaften

Größe 12,2 x 8,6 x 7,4 cm

Gewicht WSS 1000: 240g, WSS 1010: 270g

Umgebung Betriebstemperatur: -0° bis 50°C und –20°C mit Kälteeinheit Luftfeuchtigkeit: 5 – 95%, nicht kondensierend

Erweiterungen

Komplettausstattung RS 1 Ring Scanner oder ein anderer proprietärer Scanner


Wearable Computer 125 Verfügbarkeit kommerziell

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.symbol.com/products/barcode_scanners/barcode_wearable_wsc_wss1000.html


http://www.symbol.com/products/barcode_scanners/barcode_wearable_wsc_wss1000.html

http://www.symbol.com/products/barcode_scanners/barcode_wearable_wsc_wss1000.html


MPC (Matchbox PC)

Firma Tiqit Computers, Inc

Adresse http://www.tiqit.com/

Beschreibung An der Stanford-Universität wurde die Miniaturisierung der Computertechnologie so weit getrieben, dass ein vollwertiger PC entstand, der nur die Größe einer Streichholzschachtel erreicht. Da ist der Schritt zum Wearable Computer nicht mehr weit. Die universitäre Entwicklung wurde mit der Gründung der Firma Tiqit zum Produkt gemacht.


Prozessor 66 MHz 486-SX (AMD Elan SC410)

Hauptspeicher 16 MB SDRAM

Festplatte wechselbare 1 GB IBM Microdrive HDD; fester 16 MB Flash-Speicher

Schnittstellen PS/2; 2 serielle; 1 parallele VGA Ethernet Diskettenlaufwerk-Anschluss DIE-Slave elektrisch kompatibel mit Standard DIE-Laufwerken (kein Adapter im Lieferumfang enthalten)


SVGA Resolution (800x600), 256 colors XVGA Resolution (1024x768), 16 colors

Stromversorgung 6.5-40V ungeregelter Gleichstrom unreguliert mit 3-7.5 Watt. Kann auch mit 5 V geregeltem Gleichstrom mit 2.5-6 Watt betrieben werden.

Betrieb auch mit Sony-Akkus, Li-Ion Akku, Kfz Zigarettenanzünder, 12V oder 24V Bleiakku, etc.

Betriebsdauer: 2-6 Std.

Zubehör Port Expander (angeschlossen am VHDCI)

Tragesystem nicht vorgegeben; das Gehäuse muss individuell entwickelt werden

Betriebssystem

Eigenschaften

Größe 7,0 x 5,0 x 2,4 cm (ohne Batterie und Erweiterung)

Gewicht 93 g

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung


Sonstiges VHDCI

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.tiqit.com/specifications.html


http://www.tiqit.com/

http://www.tiqit.com/specifications.html


WetPC

Firma WetPC Pty Ltd

Adresse http://www.wetpc.com.au

Beschreibung Der WetPC ist für den Einsatz unter Wasser entwickelt worden. Ergänzt wird er um ein Display, das in die Taucherbrille integriert wird, und um ein geeignetes mit einer Hand zu bedienendes Eingabegerät. Die Umgebungsbedingungen fordern eine Robustheit gegenüber hohem Druck, das Gewicht des Gerätes ist dem gegenüber zu vernachlässigen.

Spezifikation Underwater Wearable Computer

Prozessor Pentium 266 MHz

Hauptspeicher 64 MB (erweiterbar)

Festplatte

Schnittstellen 1 seriell RS232, 1 parallel


Stromversorgung Nickel Cadmium Akkupack (wechselbar)

Zubehör

Tragesystem in eine Taucherausrüstung integriert

Betriebssystem MS-DOS 6

Eigenschaften

Größe 11 x 7 x 16 cm, 11 x 7 x 24 cm (mit Akku für 8 Stunden)

Gewicht 1800 g , 4000 g (inkl. Akku)

Umgebung druckbeständig: 30 m Betrieb (keine Kompensation), >50 m (kompensiert)

Erweiterungen PC/104-Board

Komplettausstattung The Kord®Pad (5-Tasten-Eingabegerät per seriell/parallel) monokulares HMD (1 Bit monochrome, 720 x 280 Pixel)


Sonstiges Der WetPC war der erste tauchfähige Computer, der universell einsetzbar ist. Er wurde seit 1993 am Australian Institute of Marine Science (AIMS) entwickelt und wird nun von einer Firma vermarktet.

Besonderheiten tauchfähig

Referenzen

Quelle http://www.aims.gov.au/wetpc/index.html http://wetpc.com.au/

Datum Gesehen: Oktober 2001

http://www.wetpc.com.au/

http://www.aims.gov.au/wetpc/index.html

http://wetpc.com.au/


cybercompanion

Firma Cybercompanion

Adresse http://www.cybercompanion.de

Bescheibung Der Cybercompanion ist zwar ein am Körper tragbares Gerät – er wird in einem Rucksack getragen – die Funktion, für die er entwickelt wurde, ist aber räumlich sehr stark eingegrenzt. Im Prinzip kann man beim Cybercompanion eher von einem mobilen Virtual-Reality-System sprechen. Diese Umsetzung ist eine enorme Leistung, man kann auf die Weiterentwicklung und auf die Markteinführung gespannt sein.

Spezifikation Wearable VR-System

Prozessor Intel Pentium III 933 MHz

Hauptspeicher 512 MB

Festplatte 20 GB

Schnittstellen


Wireless LAN Wireless Audio/Video

Stromversorgung 2 Akku-Einheiten, hot swapping, 4 Stunden

Zubehör Transparentes binokulares HMD (Glastron von Sony)

Tragesystem Im Rucksack

Betriebssystem Windows NT oder 2000

Eigenschaften

Gewicht

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung

Verfügbarkeit kurz vor der Markteinführung

Sonstiges 3D Grafikkarte (passend für Virtual Reality und high-end Multimedia Applikationen) konfigurierbar für verschiedene Applikationen: weniger Performance weniger Gewicht längere Benutzung

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.cybercompanion.de


http://www.cybercompanion.de/

http://www.cybercompanion.de/


FAST (Factory Automated Support Technology)

Universität Georgia Tech Research Institute (GTRI)

Adresse http://www.gtri.gatech.edu/

Beschreibung Eine Gruppe des “Multimedia in Manufacturing Education Laboratory” und später des „Electro-Optics, Enviroment and Materials Laboratory“ des Georgia Tech Research Institute hat mehrere Generationen eines Wearable Computers entwickelt. Sie werden eingesetzt für ein EPSS (electronic perfor-mance support system), das in Fabriken zum realtime-Training und zur Steigerung der Produktivität bzgl. der Verwaltung und Instandhaltung der Fabrikanlage dienen soll. Wobei mit „realtime-Training“ nicht die Ausbildung, sondern eine „Weiterbildungung“ während der täglichen Arbeit gemeint ist.

Die Gruppe hat ihren Schwerpunkt auf der Software, die Hardware ist nur Mittel zum Zweck und nicht vorrangiges Interesse. Und dennoch haben sie der Hardware-Entwicklung viel Aufmerksamkeit gewidmet, da die Akzeptanz und die Einsetzbarkeit des Systems stark von den Hardware-Eigenschaften beeinflusst wird. Darüber hinaus war z.B. eine ausdauernde Stromversorgung ein Problem, das gelöst werden musste. Neben den Eigenentwicklungen hat die Gruppe aber auch kommerziell verfügbare Systeme eingesetzt.

Das entwickelte EPSS, FAST genannt, erfüllt die Funktion eines multimedialen Informationssystems und kann per Sprache gesteuert werden.


Prozessor 200 Mhz Pentium mit MMX

Hauptspeicher 72 MB RAM

Festplatte 2-8GB 2.5" HDD

Schnittstellen 2 PCMCIA USB SVGA Grafikkarte wireless LAN Audio/Video


Spracherkennungssoftware

Stromversorgung Akku, Betriebsdauer mind. 8 Std.

Zubehör monochromes HMD mit 640 x 480 Auflösung Mikrofon mit Nebengeräusch-Unterdrückung Kopfhörer

Tragesystem Mit Gürtel an der Taille

Betriebssystem PC Betriebssystem, z.B.: Windows 98 / NT, Linux

Eigenschaften

Größe kreditkartengroßes Motherboard

Gewicht

Umgebung

http://www.gtri.gatech.edu/

130 Kapitel IV: Tragbare Rechner Erweiterungen am Kopf getragene Kamera

handgesteuertes Zeige-Device Software zum Senden/Empfangen von Videos

Komplettausstattung

Verfügbarkeit Prototyp

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://gtresearchnews.gatech.edu/reshor/rh-spr99/fast.html (gesehen: August 2001)

Datum 1995-1999

http://gtresearchnews.gatech.edu/reshor/rh-spr99/fast.html


Spot Core Module

Universität Wearable Group at Carnegie Mellon University

Adresse http://www.wearablegroup.org/

Beschreibung Der Spot ist die neueste Entwicklung der WearableGroup der Carnegie Mellon University (CMU), einer Institution, die sich seit Jahren mit der Entwicklung von Wearable Computern befasst. Der Spot ist bisher das kleinste und schnellste Gerät. Er ist nach Designstudien mit Körperstudien zur ergonomischen Anpassung des Geräts an den Körper und die Bewegungen des Menschen entstanden. An der CMU wird darüber hinaus intensiv an der Entwicklung von am Körper tragbaren Ein- und insbesondere Ausgabedevices gearbeitet, u.a. an Schmuck mit Lautsprecher und Mikrofon und an taktilen Displays zum Tragen an der Schulter.


Prozessor Intel StrongARM SA-1110 mit 59-206MHz

Coprozessor Intel StrongARM SA-1111 mit 144MHz

Hauptspeicher 8 x 256-MB Toshiba SDRAM (läuft auf halber Taktfrequenz des Prozessors)

Festplatte 4 x 128-MB Intel StrataFlash

Schnittstellen USB PCMCIA: ein Type II, intern in das Lucent WaveLAN Gehäuse (ORINOCO Schnittstelle) integrierte Antenne digitale grafische Schnittstelle (SiliconImage SiI-164 DVI Anschluss. Optionaler kompakter Anschluss mit 5V Stromleitung und RS-232 Leitungen für Touchscreen Rückmeldung) CompactFlash: ein Type II, extern erreichbar Audio: Philips UDA1341 via SA-1111 Seriellem Audio Controller. Zwei 2.5mm Stereo Anschlüsse Ein-/Ausgang RS-232 (kompakter Anschluss für SA-1110 UART3. (UART1 ist neben dem DVI-Anschluss angeordnet.) Automatische Ausschaltfunktion) Entwicklungsanschluss: JTAG header mit integriertem Reset-Schalter


Stromversorgung 460mA, 12V (maximaler Stromfluss der IBM Microdrive HDD und des Lucent WaveLAN/IEEE Controllers, ohne Peripheriegeräte wie zum Beispiel USB oder DVI Geräte)

Zubehör

Tragesystem Wurde noch nicht vorgestellt

Betriebssystem

Eigenschaften

Größe 15,2 x 7,6 x 2,5 cm

Gewicht 269 g (ohne Akku)

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung

http://www.wearablegroup.org/

132 Kapitel IV: Tragbare Rechner Verfügbarkeit 2002 kommerziell verfügbar

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.wearablegroup.org/hardware/spot/index.html

Datum Gesehen: August/Oktober 2001

http://www.wearablegroup.org/hardware/spot/index.html


VuMan 3



Beschreibung Der VuMan 3 ist vorerst die letzte Instanz in der Reihe der speziell für die Inspektion und Wartung technischer Anlagen entwickelten tragbaren Computersysteme. Ziel war es, einen Wearable Computer zu entwickeln, der wirklich in jeder Bewegung und Lage benutzt werden kann, ohne die BenutzerIn in ihrer Bewegungsfreiheit und bei der Durchführung ihrer primären Aufgabe zu behindern. Das Gerät wurde im Praxistest bei der Wartung von Amphibienfahrzeugen der U.S. Marines getestet und als erfolgreich hinsichtlich der Reduzierung des Aufwands bei Standard-Inspektionen bewertet. Das Gerät erhielt 1995 den International Design Award.


Prozessor 80386EX 20Mhz

Hauptspeicher 1 MB – 420 MB

Festplatte

Schnittstellen PCMCIA Video-Ausgang (720 x 280 Pixel)


Eine „Wählscheibe“ mit 3 Auswahl-Button

Stromversorgung Verbrauch: 2 W

Zubehör Headset mit monokularem HMD

Tragesystem mit Gürtel an der Taille

Betriebssystem

Eigenschaften

Größe 12,7 x 15,9 x 5,1 cm

Gewicht 794 g

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung

Verfügbarkeit Prototyp vom Dezember 1994

Sonstiges

Besonderheiten das Eingabe-Interface kann auch mit Handschuhen sicher benutzt werden

Referenzen

Quelle Smailagic et al 1998/1028

Datum 1994



VuMan 1 und II

Universität WearableGroup at Carnegie Mellon University


Beschreibung Seit 1990 forscht und entwickelt eine Gruppe an der Carnegie Mellon Uni-versity an Computersystemen für den Einsatz bei der Inspektion und Wartung technischer Systeme. Der Fokus liegt auf der einfachen Benutzbarkeit im mobilen Einsatz und insbesondere auch auf guten Trageeigenschaften und der Akzeptanz. Darüber hinaus pflegt man an der Carnegie Mellon University bei der Entwicklung von Hardwaresystemen eine intensive Beteiligung der betrof-fenen BenutzerInnen und hat eine Strategie entwickelt, diese so in den Design-prozess zu integrieren, dass sie sich mit dem zu entwickelnden System identi-fizieren. Der Vorteil dieser Methode ist, dass die Akzeptanzproblematik entschärft wird. Im Laufe der Jahre sind mehrere Generationen des VuMan entstanden, in der folgenden Beschreibung werden die ersten charakterisiert, die letzte Version wird separat beschrieben.


Prozessor 80188 8Mhz (I); 80188 13Mhz (II)

Hauptspeicher 8 KB - 512 KB (I); 512 KB - 1 MB (II)

Festplatte

Schnittstellen Videoausgang (720 x 280 Pixel)

PCMCIA (II)


3 Buttons

Stromversorgung Verbrauch: 3,8 W (I) bzw. 1,1 W (II)

Zubehör

Tragesystem mit Gürtel an der Taille

Betriebssystem

Eigenschaften

Größe 26,7 x 13,3 x 7,6 cm (I); 12,1 x 11,4 x 3,5 cm (II)

Gewicht 1497 g (I); 453 g (II)

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung

Verfügbarkeit Prototypen vom August 1991 und vom Dezember 1992

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.wearablegroup.org/hardware/vuman/index.html (wird wegen „Aufbau“ noch auf http://www.cs.cmu.edu/~wearable/vuman.html umgeleitet) [Smail98]

Datum 1990-1998


http://www.wearablegroup.org/hardware/vuman/index.html

http://www.cs.cmu.edu/~wearable/vuman.html


Navigator 1 und II

Universität WearableGroup at Carnegie Mellon University


Beschreibung Der Navigator ist die Entwicklungslinie eines weiteren Typs eines Wearable Computers der WearableGroup der Carnegie Mellon University. Der Einsatz dieses Geräts war nicht so spezifisch angelegt wie bei der Entwicklung des VuMan, so dass die Beteiligung von BenutzerInnen am Designprozess wesentlich geringer ausfiel. Darüber hinaus wurden für den Navigator vorwiegend Standard-Hardwarekomponenten verwendet. Das System dient als Campus-Informationssystem und ist vollständig sprachgesteuert.


Prozessor 80386 26MHz (I)¸486SX 33MHz DSP (II)

Hauptspeicher 16 MB – 85 MB (I)¸12 MB – 420 MB (II)

Festplatte

Schnittstellen Maus (I), Joystick (II) Videoausgang (I: 720 x 280 Pixel, II: 640 x 480 Pixel)

GPS (I) Input/Output integriert

Spracherkennung

Stromversorgung Verbrauch: 7,5 W

Zubehör Private Eye HMD (I)

Tragesystem mit Gürtel und Rucksack an der Taille

Betriebssystem Unix

Eigenschaften

Größe 18,4 x 25,4 x 7,6 cm (I); 14,7 x 27,2 x 8,1 cm (II)

Gewicht 4082 g (I); 1814 g (II)

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung

Verfügbarkeit Prototypen, Fertigstellung: Juni 1993 (I) und 1995 (II)

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle [Smail98] http://www.wearablegroup.org/hardware/navigator/index.html (gesehen: Dezember 2001)

Datum 1993-95


http://www.wearablegroup.org/hardware/navigator/index.html


V3 und WearCam

Universität The University of Birmingham

Adresse http://www.bham.ac.uk/

Beschreibung WearCam war ein studentisches Projekt, in dem an der School of Electronic & Electrical Engineering der University of Birmingham ein Wearable Computer entwickelt und getestet wurde. Es entstand im Rahmen der Wear-IT.net-Initiative und wird in einem Folgeprojekt – V3 – aufgrund der Ergebnisse der Evaluation verbessert. Eingesetzt wurde dieser Wearable Computer beispielsweise in einer Fallstudie zum Einsatz neuester IT-Technologie in der Archäologie.

Spezifikation Wearable Computer / Smart Clothing

Prozessor Pentium MMX 266 MHz / Pentium III 500 MHz


Festplatte 6,5 bis 17 GB Die HDD

Schnittstellen USB, parallel, seriell IDE 10-Base-T LCD, VGA


Stromversorgung Akku, 8 Stunden Betriebsdauer

Zubehör

Tragesystem z.B. mit Gürtel an der Taille

Betriebssystem

Eigenschaften

Größe

Gewicht

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung

Verfügbarkeit Forschungsprototypen

Sonstiges Laufzeit: WearCam: 1999 – 2000, V3: 2000 – 2003

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.eee.bham.ac.uk/wear-it/files/IEE_538-03-05.pdf http://www.wear-it.net

Datum September 2001

http://www.bham.ac.uk/

http://www.eee.bham.ac.uk/wear-it/files/IEE_538-03-05.pdf

http://www.wear-it.net/


Oregon Wearable Computer

Universität University of Oregon

Adresse http://www.uoregon.edu

Beschreibung Der Oregon Wearable Computer bestand weitgehend aus – in eine Weste integrierten – Standardkomponenten, die auf die Belange des Projekts NetMan hin angepasst und mit der Weiterentwicklung in der Hardwaretechnologie auch gegen entsprechend verbesserte Komponenten ausgetauscht wurden.



Hauptspeicher 40 MB RAM

Festplatte 1 GB (removeable)

Schnittstellen SVGA (32 Bit); seriell (21 Pin): Maus (seriell); Audio In/Out; PCMCIA (2 Type II oder 1 Type III)

Metricom wireless modem (14,4K BAUD)


integrierte sprecherunabhängige Spracherkennung

Stromversorgung wechselbarer Nickel-Metall-Hydride-Akku (Betriebdauer: 3,5 – 4 Std.) bzw. wechselbarer Lithium-Ion-Akku (Betriebdauer: 3 – 3,5 Std.)

Zubehör AC Netzteil

Tragesystem in die verschiedenen Taschen einer Weste eingebaut

Betriebssystem Windows 95

Eigenschaften

Größe

Gewicht Ca. 1,5 KG

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung ausgestattet mit Mikrofon und Ohrhörer, monokularem HMD: 640 x 480, 256 Graustufen (modifizierte Virtual-IO glasses) und Hands-Free User-Interfaces (sprecherunabhängige Spracherkennung, Sprachausgabe; Cursorsteuerung mit einer Hand: 2-Button-Glide-Point, später per Twiddler)

Verfügbarkeit Forschungsprototyp

Sonstiges Spracherkennungssoftware

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.cs.uoregon.edu/research/wearables/Projects/Oregon/ (gesehen November 2001)

Datum 1997

http://www.uoregon.edu/

http://www.cs.uoregon.edu/research/wearables/Projects/Oregon/


WearComp

Universität Eigenbauten von Steve Mann, Universität Toronto (vormals MIT)

Adresse http://www.eecg.toronto.edu/~mann

Beschreibung Steve Mann hat schon in der Schule tragbare Computer gebaut und getragen. Anfangs dienten sie künstlerischen Zwecken, dem Light Painting. Im Laufe der Jahre wurden sie dann kleiner und anziehbarer und für andere Zwecke einsetzbar.

1. Generation: WearComp 0, 1 und 2

2. Generation: WearComp 3

3. Generation: WearComp 4, 5, 6 und 7


Prozessor 1. Generation: Relais, MSI, 6502 Prozessor

2. Generation: 8085 Prozessor

3. Generation: (V)LSI oder 80x86 Prozessor

Hauptspeicher

Festplatte

Schnittstellen Einsatz- und Anwendungsabhängig integrierbar


1. Generation: über eine Antenne erfolgt die Kommunikation zu einer Basis-Station.

2. Generation: Kommunikation über das Internet (mit geringer Datenübertragungsrate)

3. Generation: Kommunikation über das Internet, http:://WWW, inkl. Bild- und Tonübertragung

Stromversorgung

Zubehör 1. und 2. Generation: Der Wearable Computer besitzt ein Augmented Reality Display. Zur Eingabe wird ein Steuergerät mit verschiedenen Schaltern eingesetzt, das in einer Hand gehalten wird.

3. Generation: Der Wearable Computer besitzt ein Mediated Reality Display für die Ausgabe. Für die Eingabe werden ein Twiddler und eine Webcam eingesetzt. Je nach Anwendungen können verschiedene Sensoren integriert werden, z.B. Radar, Biosensoren etc.

Tragesystem 1. Generation: Rucksack

2. Generation: Der Wearable Computer besteht aus einzelnen Komponenten, die in einer Weste oder Jacke verteilt sind, die Verbindungskabel sind eingenäht.

3. Generation: Komponenten in eine Weste oder Jacke integriert, die Kabelverbindungen sind aus speziellem, leitenden Stoff.

Betriebssystem 1. Generation: Spezieller Assembler-Code

2. Generation: Selbstentwickeltes Betriebssystem

3. Generation: GNU/Linux

Eigenschaften

http://www/

Wearable Computer 139 Größe 1. Generation: Der Wearable Computer kann nur im Freien und stehend

getragen werden, da die Antenne nicht in kleine Räume passt.

3. Generation: Der Wearable Computer kann während normaler Alltagsaktivitäten getragen werden.

Gewicht 1. Generation: sehr schwer

3. Generation: Der Wearable Computer kann während normaler Alltagsaktivitäten getragen werden.

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung

Verfügbarkeit Prototypen, Eigenbau

Sonstiges Die 1. Generation wurde für das so genannte Light Painting eingesetzt, die folgenden Generationen sind universelle benutzbar.

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.eyetap.org/wearcomp/historical/

Datum 1. Generation: bis 1981

2. Generation: 1982 bis späte 80er Jahre

3. Generation: Mitte 80er bis Ende 90er Jahre

http://www/


Phoenix 2

Firma Phoenix Group Inc.

Adresse http://www.ivpgi.com

Beschreibung Der Phoenix 2 ist ein sehr robuster Wearable Computer, der für den Einsatz zu militärischen Zwecken konzipiert worden ist. Er wird komplett mit Headset mit monokularem HMD und Unterarmtastatur ausgeliefert.


Prozessor Intel SL Enhanced 486DX-33 MHz mit Coprocessor (Optional: 486 DX2-66)

Hauptspeicher 2 MB bis 32 MB

Festplatte 40 bis 680 Mbyte interne HDD

Schnittstellen 2 PCMCIA (Typ 2 und Typ 3) 2 seriell (RS232) ; 1 parallel 1 SCSI-2 LCD ; VGA ; 1 ISA Port 1 PS/2 Tastatur; Head-Up Display; Maus; Ethernet


Stromversorgung Akku (10,7 V, NiMH), hot swappable (4-8 Stunden), AC Netzteil (90 bis 260 V); DC Netzteil

Zubehör

Tragesystem an einem speziellen Gürtel oder in einem Beutel/Rucksack

Betriebssystem MS-DOS 6.2, Windows 3.1, SCO UNIX oder OS/2 Version 2 (optional: stiftbasierte Versionen)

Eigenschaften

Größe 16,3 x 12,0 x 6,7 cm

Gewicht 760 g; Netzteil: 850 g

Umgebung Betriebstemperatur: -20 bis 71 °C

Luftfeuchtigkeit: 98%

Erweiterungen Ein Set zur Spracherkennung inkl. Mikrofon und Ohrhörer

Komplettausstattung pen/touch Tablet (7,1’’, mit Hintergrundbeleuchtung, 640 x 480 Pixel, monochrom)

HMD (720 x 280 bzw., 1024 x 786 Bildpunkte)


Sonstiges

Besonderheiten witterungsbeständig, d.h., geeignet für outdoor-Use

Referenzen

Quelle http://www.media.mit.edu/wearables/lizzy/phoenix/phoenix.html (gesehen Dezember 2001)

Datum 1997

http://www.ivpgi.com/

http://www.media.mit.edu/wearables/lizzy/phoenix/phoenix.html


Trekker

Firma Rockwell Automation Corporate Headquarters

Adresse http://www.rockwellautomation.com

Beschreibung Bereits 1997 bot Rockwell Collins, eines der großen Rüstungsunternehmen der USA, einen Wearable Computer als Komplettsystem (inkl. HMD) zum Verkauf an, der besonders robust bzgl. der Umweltbedingungen war.

Die Firma Sytronics, die „Digital Battlefield“-Systeme evaluiert, entwickelte anschließend auf der Grundlage von Trekker ein System für Soldaten unter der Bezeichnung DASHER (Digitally-Aided Soldier for Human Engineering Research). DASHER war mit einer digitalen Karte, einem GPS-System und einem digitalen Kompass ausgestattet und in ein Navigationssystem integriert.

Laut der aktuellen Berichterstattung zum Waffeneinsatz in Afganistan sind Wearable Computer bereits zentrale Bestandteile von Waffensystemen, Details sind allerdings nicht zu erfahren.




Festplatte 1,2 GB

Schnittstellen 2 PCMCIA (einen Typ II und einen Typ III); IrDa

16 bit Soundkarte (Soundblaster Kompatible)


TrackPad-Maus

Stromversorgung Lithium-Ion-Akku, 12V DC, 4-6 Std. Betriebszeit

Zubehör

Tragesystem angepasstes Gurtsystem

Betriebssystem Windows 95, NT

Eigenschaften

Größe 21,9 x 7,1 x 13.3 cm

Gewicht 1814 g (mit Display)

Umgebung Betriebstemperatur: 0 bis 50 °C

Erweiterungen Mini-Dock Port-Replikator; Spracherkennungssoftware

Komplettausstattung HMD mit Headset

Verfügbarkeit wird scheinbar nicht mehr hergestellt

Sonstiges Firma Sytronics Inc. http://www.sytronics.com

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.sytronics.com/lowres/humansystems/useval.html (gesehen: Dezember 2001) sowie Produktprospekte von Rockwell von 1997

Datum 1997

http://www.rockwellautomation.com/

http://www.sytronics.com/

http://www.sytronics.com/lowres/humansystems/useval.html


IBM´s wearable PC prototype

Firma IBM

Adresse http://www.ibm.com

Beschreibung IBM hat 1998 einen eigenen Prototypen entwickelt und insbesondere für Forschungen zum Thema Wearable Computing zur Verfügung gestellt. Das System zeichnete sich durch ein geringes Gewicht und durch die Verwendung eines kleinen, unaufdringlichen, monokularen HMDs aus. Die Entwicklung eines eigenen Gerätes wurde jedoch nicht vorangetrieben. Es ist davon auszugehen, dass die Erfahrungen mit diesem Prototyp in die Kooperation mit Xybernaut und in die Produktion des MA V eingeflossen ist, der jetzt von IBM vertrieben wird.


Prozessor Intel Pentium 233 MHz MMX;256KB externer L2 Cache

Hauptspeicher 64 MB (EDO)

Festplatte IBM Microdrive 340 MB

Schnittstellen USB; Audio In/Out; Soundblaster Pro kompatible Soundkarte

Grafikkarte

1 Typ2 Compact Flash Card Slot; IrDA V1.1 (max. 4Mbps)

Video: Subsystem NeoMagic MagicGraph128XD, 2MB Video RAM


Spracheingabe

Stromversorgung Li-Ion (1,5 – 2 Stunden Betriebszeit)

Zubehör Mikro Display: 320x240 Pixels, 256 Grautöne (SVGA Color in der Entwicklung)

Kopfhörer; Mikrofon

Tragesystem Mit einer beliebigen Halterung am Körper, z.B. am Gürtel

Betriebssystem Windows 95 / 98

Eigenschaften

Größe 2,6 x 8,0 x 12,0 cm

Gewicht 299g (Gerät mit Akkupack), 50g (Kopfhörer), 20g (TrackPoint-Unit)

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung Rechner mit sehr kleinem monokularem HMD


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.ibm.com/news/ls/1998/09/jp_4.phtml (gesehen: August 2001)

Datum 1998

http://www.ibm.com/

http://www.ibm.com/news/ls/1998/09/jp_4.phtml


The Wearable

Firma Computing Devices International (CDI),

Adresse http://www.cdev.com/

Beschreibung CDI hat mindestens bis 1997 einen Wearable Computer produziert und auch kommerziell vermarktet. Heute ist die Spezifikation online noch zugreifbar, weiterführende Informationen, insbesondere Bestellmöglichkeiten sind nicht mehr auffindbar.


Prozessor PC kompatibel, 75 oder 133MHz

Hauptspeicher 8 – 24 Mb

Festplatte up to 520 Mb

Schnittstellen VGA Video; Maus; Tastatur; Audio Ein-/Ausgang

2 serielle Anschlüsse

PCMCIA-Karten Optionen – 4 PC-Slots z.B. für: zusätzliche HDD, erweiterbar auf 520MB SRAM Flash-Speicher SCSI; c-Netz-Modems/Pager/Fax/Telefon; Faxmodem seriell, parallel; LAN (wired/wireless); GPS (Global Positioning System) Videoschnitt; Verschlüsselung


Spracherkennung

Stromversorgung

Zubehör Head-Mounted Display (Mono- oder Binokular)

Tragesystem mit einem eigens entwickelten Gürtel (flexibles „belt“-Design) an der Taille

Betriebssystem DOS, Windows 3.11 / 95 / NT, UNIX

Eigenschaften

Größe 22,9 -.31,6 x 137,2 x 3,1 cm

Gewicht 907 g

Umgebung 0 bis +40 °C

Erweiterungen

Komplettausstattung

Verfügbarkeit Unbekannt, die Firma existiert scheinbar nicht mehr.

Sonstiges CDI ist ein Tochterunternehmen von Ceridian Corp.(http://www.ceridian.com) und nennt als Partner ViA. Es gibt Zeichen, die darauf hinweisen, dass die FAST-Gruppe des Georgia Tech Research Institute dieses Gerät zeitweise eingesetzt hat.

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://home.dwave.net/~fwpc/features.html (gesehen: November 2001)

Datum 1997

http://www.cdev.com/

http://www.ceridian.com/

http://home.dwave.net/~fwpc/features.html


Mobile Assistant (MA) III



Beschreibung Der MA III war ein komplett ausgestatteter Computer mit der Leistungsfähigkeit eines PCs. Neben der relativ stoßsicheren CPU und einigen Standardanschlüssen für periphere Geräte verfügte er über ein Headset mit monokularem HMD, Kopfhörer und Mikrofon. Der MA III ist mit einem Gesamtgewicht von über 3kg für heutige Verhältnisse noch sehr schwer. Das Modell wurde jedoch schon von drei neuen Generationen abgelöst und wird nicht mehr hergestellt.


Prozessor Intel Pentium 166MHz

Hauptspeicher 16 MB

Festplatte 2-4 GB (Toshiba Laptop)

Schnittstellen 2 PCMCIA Typ II; 1 seriell; 1 parallel; 1 PS/2 (Tastatur); Infrarot Anschluss für IBM-Diskettenlaufwerk Anschluss für MA III Headset (HMD & Audio) Monosoundkarte (halbduplex)


Maus

Stromversorgung 2 x 3800 mA/Std Batterien, 14 V, hot swappable, 6-7 Stunden Betriebszeit (zusammen)

Zubehör Netzadapter / Ladegerät

Tragesystem mit Gurtsystem an der Taille

Betriebssystem Windows 98 und älter, Linux

Eigenschaften

Größe

Gewicht 2000 - 3000 g, plus Batterien (je 800 g)

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung komplett mit Headset (inkl. HMD, Kopfhörer und Mikrofon)

Verfügbarkeit kommerziell, wird nicht mehr produziert

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle Handbuch MA III

Datum 1999

http://www.xybernaut.de/

Smart Clothing 145

Produktbeispiele Smart Clothing

Audio-Jacket CyberJacket / BlazerJet / eSleeve MIThril SmartShirt Reima Smart 3305 IBM Wristwatch Computer IRES (vormals: UJP - Urban Jungle Pack) Mid-Riff Brain™

Audio-Jacket

Firmen Philips und Levi Strauss & Co

Adresse http://www.philips.de

http://www.levistrauss.com

Beschreibung Philips und Levi Strauss haben gemeinsam die ersten „Wearable Electronics“ entwickelt. Sie entwickelten Jacken, die der TrägerIn eine transparente Benutzung von Mobiltelefon und MP3-Player ermöglicht, die beide in Taschen untergebracht sind. Mittels eines Mikrofons am Kragen und Ohrhörern wird telefoniert und Musik gehört. Der MP3-Player wird automatisch ausgeschaltet, wenn ein eingehender Anruf erfolgt. Gewählt wird per Sprache („voice recognition dialing“), der MP3-Player wird über ein textiles Bedienfeld im Ärmel der Jacke gesteuert. Die Schwachstromimpulse für die Steuerungen der integrierten Geräte erfolgen über leitfähige Textilfasern.

Spezifikation Wearable Electronics

Gewicht

Energieversorgung & -verbrauch

Jedes integrierte Einzelgerät hat seine eigene, bekannte Stromversorgung

Schnittstelle/n bzw. Kompatibilität

Bestandteile und Zubehör

Spezielle Jacke mit textilem Bedienfeld

Mobiltelefon und MP3-Player mit Mikrofon, Ohrhörer


Sonstiges waschbar

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.philips.at/media/buero.121wearable.htm

Datum Dezember 2001

http://www.philips.de/

http://www.levistrauss.com/

http://www.philips.at/media/buero.121wearable.htm


CyberJacket / BlazerJet / eSleeve

Universität University of Bristol

Adresse http://wearables.cs.bris.ac.uk

Beschreibung Das CyberJacket wurde entwickelt, um der BenutzerIn Zugang zum Internet und zu ortsbezogenen Informationen relativ zum aktuellen Aufenthaltsort zu liefern (z.B. Tourist-Informationen). Dies wird mittels GPS und einer GSM-Modem-Verbindung zu einem Server realisiert.

Mit dem BlazerJet wurde eine leichtere und schnellere Variante des CyberJackets entwickelt.

Während das CyberJacket und der BlazerJet Jacken sind, ist der eSleeve größtenteils (bis auf das GPS-Modul) am linken Unterarm befestigt.

Spezifikation Smart Clothing

Gewicht


CyberJacket: 4 Ni-MH Akkus, 12 V (2 Std. Betriebszeit)

BlazerJet: 4 Li-Ion Akkus (7 Std. Betriebszeit)

eSleeve: ein paar Stunden Betriebszeit



HMD (CyberJacket)

Jornada hand-held-Display (BlazerJet)

integriertes Display (eSleeve)

Mikrofon, Kopfhörer, GPS und GSM-Model


Sonstiges text-to-speech messaging und Wiedergabe von Audiodateien möglich

Besonderheiten Die CyberJacket basiert auf einem Jackenmodell von Hein Gericke

Referenzen

Quelle http://wearables.cs.bris.ac.uk/public/papers/iee.ps

Datum Dezember 2001

http://wearables.cs.bris.ac.uk/

http://wearables.cs.bris.ac.uk/public/papers/iee.ps

Smart Clothing 147

MIThril

MIT Media Laboratory

Adresse http://www.media.mit.edu

Beschreibung Das Ziel des MIThril-Projekts des MIT ist, einen vollständigen Wearable Computer zu entwickeln, der komplett in eine Weste integriert ist. . Die einzelnen Komponenten sind in der Weste so angeordnet und mit einander verbunden, dass sie leicht erweitert und umkonfiguriert werden können.


Gewicht


Lithium-Ion Akkus


USB

PCMCIA

CompactFlash


MircoOptical HMD

Twiddler (oder ein anderes Eingabegerät)


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.media.mit.edu/wearables/index.html

Datum Dezember 2001

Universität

http://www.media.mit.edu/

http://www.media.mit.edu/wearables/index.html


SmartShirt

Firma Sensatex, Inc.

Adresse http://www.sensatex.com

Beschreibung Das SmartShirt erfasst biologische und physikalische Parameter der TrägerIn, wobei dies durch Sensoren erfolgt, die an ein Netz aus eingewebten elektro-optischen Fasern angeschossen sind. Die ermittelten Daten werden durch eine zigarettenschachtelgrosse Prozessoreinheit am unteren Ende des Shirts gespeichert oder per wireless LAN oder Handy an den Sensatex-Server geschickt. . Das SmartShirt verwendet das „Wearable Motherboard™“, dass an der GeorgiaTech entwickelt worden ist.

Mittels der Sensoren können z.B. Körpertemperatur, Herzschlag, Atmung etc. ermittelt werden. Durch das Netz an elektro-optischen Fasern können beliebige Sensoren hinzugefügt werden und ermöglichen so ein großes Einsatzgebiet des SmartShirts (z.B. für Astronauten, chronisch Kranke, altersgeschwächte Personen, Militär etc.)


Gewicht





Sonstiges Überwachung von: Temperatur, Atmung, Herzschlag, EKG und andere

Besonderheiten Das Wearable Motherboard™ wurde in langjähriger Entwicklungsarbeit an der Georgia Institute of Technology (Georgia Tech: http://www.gatech.edu) entwickelt und wird nun von Sensatex kommerziell vermarktet.

Referenzen

Quelle http://www.sensatex.com/technology.htm

http://www.gtwm.gatech.edu/

Datum Dezember 2001

http://www.sensatex.com/

http://www.gatech.edu/

http://www.sensatex.com/technology.htm

http://www.gtwm.gatech.edu/

Smart Clothing 149

Reima Smart 3305

Firma Reima

Adresse http://www.reima.com

Beschreibung Der Reima Smart 3305 ermöglicht die „handsfree“ Kommunikation innerhalb einer Gruppe. Jede Jacke/Hose ist mit einem Mikrofon, einem Lautsprecher und einer Prozessoreinheit ausgestattet. Jede TeilnehmerIn benötigt zusätzlich ein Mobiltelefon (Nokia 6210, 6250 und 7110).

Die Bedienung erfolgt über drei externe Laschen, das Mobiltelefon muss nicht in die Hand genommen werden. Für die Initialisierung der Kommunikations-gruppe, d.h. für die Speicherungen der entsprechenden Telefonnummern müssen alle TeilnehmerInnen in einem Radius von 10 m die entsprechende „Programmier“-Lasche ziehen, die Prozessoreinheiten speichern dann die einzelnen Nummern.

Beim Ziehen der „message tag“-Lasche wird die Kommunikation mit allen Gruppenmitgliedern aktiviert. Die BenutzerIn spricht ins Mikrofon und die anderen TeilnehmerInnen erhalten die voice message.


Gewicht




3 Laschen


Sonstiges voice messaging innerhalb einer Gruppe ist möglich

Besonderheiten Eine Lasche kann mit einer Telefonnummer belegt werden, die beim Ziehen sofort gewählt wird, um z.B. in einer Gefahrensituation sofort eine entsprechende Notrufnummer wählen zu können.

Es können auch problemlos Anrufe von Nicht-TeilnehmerInnen angenommen werden.

Referenzen

Quelle http://www.reimasmart.com/index.cfm?action=news&actionsub=top

diverses Infomaterial von Reima

Datum Dezember 2001


http://www.reimasmart.com/index.cfm?action=news&actionsub=top


IBM Wristwatch Computer

Firmen IBM und Citizen

Adresse http://www.ibm.de

Beschreibung Die IBM Wristwatch ist ein drahtlos vernetzbarer Computer in Form einer Armbanduhr. Als Betriebssystem wird ein angepasstes Linux verwendet, ermöglicht wird eine graphische Benutzungsoberfläche.

Spezifikation Wearable Clothing

Gewicht 43 g


Lithium-Polymer-Akku, 60mAh, 3,7 V


Bluetooth

1 seriell

IrDA


monochromes Display (96 x 120 Pixel LCD oder 640 x 480 Organic LED)

32-Bit-Mikroprozessor, 16 MByte Flash-Speicher und 8 MByte DRAM

Touchpad, Knöpfe, Drehrad, Mikrofon, Lautsprecher und Fingerabdruckleser sowie Beschleunigungsmesser


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.heise.de/newsticker/result.xhtml?url=/newsticker/data/odi-12.10.01-000/default.shtml&words=IBM%20Citizen

[Kam01]

Datum Dezember 2001


http://www.heise.de/newsticker/result.xhtml?url=/newsticker/data/odi-12.10.01-000/default.shtml&words=IBM%20Citizen

http://www.heise.de/newsticker/result.xhtml?url=/newsticker/data/odi-12.10.01-000/default.shtml&words=IBM%20Citizen

Smart Clothing 151

IRES (vormals UJP - Urban Jungle Pack)

Firma ART+COM

Adresse http://www.artcom.de/

Beschreibung IRES ist eine mobile WebCam, die Audio- und Videodaten über Wave-LAN-Komponenten in ein LAN / WAN übermittelt. Optional können diese Daten mit Hilfe von Streaming-Technologien direkt im Internet bereitgestellt werden. Mit der BedienerIn der Kamera kann über Audio oder Chat kommuniziert werden. Für den mobilen Einsatz ist die WebCam mit einem Laptop ausgestattet, kann aber auch mit einem entsprechend leistungsfähigen Wearable Computer betrieben werden.

Spezifikation Mobile WebCam

Hauptkomponenten Video-Decoder

WaveLAN-Sender und Empfänger

Optional für mobile Version: Laptop Vajo C1

Hauptspeicher ./.

Festplatte ./.

Schnittstellen Video-In, Audio in/out, Ethernet, WaveLAN


Stromversorgung 4 x LiIon Akku, 7,2V 4.650 Ah

Zubehör

Tragesystem Rucksack

Betriebssystem ./.

Eigenschaften

Größe Rucksack

Gewicht je nach Ausstattung 5 – 10 Kg

Umgebung

Erweiterungen verschiedene WaveLAN-Komponenten

Komplettausstattung ist als vollmobile Version im Rucksack oder als stationäre auf Stativ montierte Version erhältlich


Sonstiges

Besonderheiten Es werden im wesentlichen handelsübliche Standardkomponenten eingesetzt.

Referenzen

Quelle http://www.artcom.de (plus Rückmeldung der Firma)

Datum 27. September 2001

http://www.artcom.de/

http://www.artcom.de/


Mid-Riff Brain™

Firma Perkins Engineering Inc.

Adresse http://perkinsengineering.com

Beschreibung Mid-Riff Brain ist ein tragbarer Computer, der an einer entsprechenden Halterung mittels eines speziellen Gürtels an der Taille befestigt wird.

Spezifikation Tragevorrichtung mit Computer

Prozessor 233 – 850 MHz MMX

Hauptspeicher 32 – 256 MB RAM

Festplatte 2 – 6 GB

Schnittstellen PCMCIA: 2 Type II oder 1 Typ III

2 serielle Anschlüsse

1 Parallelport

1 USB

1 I/O Anschluss (Grafik, Hintergrundbeleuchtung, Touchscreen)


GPS

Stromversorgung 10.8 V Li-Ion; 4,2 Ah

Zubehör wahlweise Tastatur, Touchpad, Touchscreen, Spracherkennung

Tragesystem mit e-Belt™ an der Taille

Betriebssystem Windows NT / 95-98 / CE, Linux, Apple

Eigenschaften

Größe 12,7 x 17,8 x 3,2 cm

Gewicht 794 g (ohne Akku)

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung


Sonstiges

Besonderheiten Der e-Belt ist ein patentierter Gürtel, der zum Tragen von PDAs oder anderen Handheld-Computern entworfen worden ist.

Referenzen

Quelle http://perkinsengineering.com/page8.htm

Datum gesehen: November 2001

http://perkinsengineering.com/

http://perkinsengineering.com/page8.htm

Smart Clothing 153

Produktbeispiele PDAs und Smartphones

Wearable Computing erfordert leistungsfähige Rechner und eine freihändige Benutzung, so die Theorie. Doch die Analyse der Anwendungsbeispiele hat gezeigt, dass einerseits eine völlig freihändige Benutzung technisch kaum geleistet werden kann und auch nicht strikt erforderlich ist. Andererseits gibt es auch Anwendungsbeispiele, die zeigen, dass kleine Rechner mit eingeschränkter Funktionalität eine großes Potenzial besitzen und erfolgreich eingesetzt werden können. Darüber hinaus befinden sich Wearable Computer wie der Poma von Xybernaut auf dem besten Wege, PDAs, Smartphones und Handhelds Konkurrenz zu machen. Aus diesem Grund werden im folgenden Stellvertreter der zz. verfügbaren Endgeräte schematisch beschrieben. Da dieser Markt sich schneller verändert als die Angebote an Wearable Computern und Smart Clothing, sollte die interessierte LeserIn auf aktuelle Produktbeschreibungen und Vergleichstest der ct oder auf online-Quellen zugreifen, falls sie einen Überblick über verfügbare Endgeräte und ihre aktuellen Merkmale benötigt.3

Neben PDAs und Smartphones gibt es noch weitere mobile Endgeräte, z.B. eBooks oder WebPads. Das sind kleine, hochspezialisierte Handhelds, die nicht mehr unter den Begriff Wearable Computing gefasst werden, da sie nicht am Körper zu tragen sind und zur Benutzung in der Hand gehalten werden müssen. Als „Bonbon“ wird in der vorliegenden Studie zum Schluß der schematischen Beschreibung vorhandener mobiler, tragbarer Endgeräte noch ein Produkt beschrieben, das im Prinzip kein Computer ist, sondern eine patentierte Halterung für einen handelsüblichen PDA oder ein WebPad. Es wird allerdings „mit Inhalt“ angeboten. Auch so kann Tragbarkeit ohne großen Aufwand realisiert werden und so manche Notebook-BesitzerIn wird sich in manchen Momenten nach einer derartigen Vorrichtung sehnen. Diese Halterung stellt darüber hinaus einen Bogen zu letzten Teil dieses Abschnitts dar, in dem eine kleine Auswahl mobiler aber nicht tragbarer Geräte schematisch beschrieben wird.

3 Für Produktinformationen zu PDAs siehe z.B. [wwwPenComputing02], entsprechende Informationen zu Handys stellt z.B. [wwwZDF02] zur Verfügung.


VISOR Prism

Firma Handspring

Adresse http://handspring.com/

Spezifikation PDA

Prozessor 33MHz Motorolla Dragonball V2

Hauptspeicher

permanenter Speicher

8MB

Schnittstellen USB, irDA, Springboard-Erweiterungssteckplatz


Touchscreen: 160 x 160 Pixel, 65k Farbe, LCD mit Hintergrundbeleuchtung

Mikrofon

Stromversorgung internen Li-Ion-Akku; bei Dauerbetrieb: 6 Std. Laufzeit

HotSync per USB mit Ladefunktion, AC Netzteil

Zubehör USB HotSync Dockingstation mit Ladestation

Tragesystem in der Hand zu halten und per Stift zu bedienen

Betriebssystem PalmOS 3.5.2H

Eigenschaften

Größe 12,2 x 7,6 x 2 cm

Gewicht 195g

Umgebung

Erweiterungen ausklappbare Tastatur

über den Springboard-Erweiterungssteckplatz Erweiterung um: Modem, GPS, 8MB Flasch-Speicher, MP3-Player, Digitalkamera, Backupmodul, etc.

WLAN-Modul mit eigenem Akku

Komplettausstattung

Verfügbarkeit

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://handspring.modusmedia.nl/handspring_duits/products/visorprism/index.asp und Produktprospekte

Datum gesehen 26.9.01

http://handspring.com/

Mobile Endgeräte 155

iPAQ H3600 Pocket PC

Firma Compaq

Adresse http://www.compaq.com

Spezifikation Handheld PC / Pocket PC

Prozessor 206 MHz Intel StrongARM

Hauptspeicher 32 MB bzw. 64 MB

permanenter Speicher / ROM

16 MB

Schnittstellen USB, seriell (auch für die Dockingstation), irDA


Touchscreen: 240 x 320, 4k Farben (QVGA) High –Reflective Farb-TFT-Display mit Liquid Crystal Display (LCD), sichtbare Größe: 5,8 x 7,7 cm (9,6 diagonal)

Stereolautsprecher, Mikrofon

5 Steuerungstasten und Fünf-Wege-Joy-Stick: An/Ausschalter und Hintergrundbeleuchtung, 4 programmierbare Tasten, Tonaufnahmetaste

Stromversorgung 950mah Lithium Polymer, Betriebszeit: ca. 12 Std.

Zubehör

Tragesystem

Betriebssystem Windows CE

Eigenschaften

Größe 13 x 8,4 x 1,6 cm

Gewicht 170g (inkl. Akku)

Umgebung

Erweiterungen Expansion Pack System (Jacket): Aufsteckmodule, die das Gerät um verschiedene Funktionalitäten erweitern, z.B. Wireless LAN, Bluetooth, Speicher, Mobiltelefon, Digitalkamera, Boxen (mp3), GPS / Routenplanung etc.

„Flash Card“- und „PC Card“-Erweiterung

faltbare Tastatur

Komplettausstattung


Sonstiges Compaq Applikationen vorinstalliert

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.compaq.de/produkte/handheld/ipaqh3600/


http://www.compaq.com/

http://www/


HP Jornada 720

Firma Hewlett Packard

Adresse http://www.hewlett-packard.com

Spezifikation Handheld PC / Pocket PC

Prozessor 206 MHz

Hauptspeicher 32 MB SDRAM


24 MB

Schnittstellen USB, seriell, 56k Modem, Netzanschluss, Stereokopfhörer, irDA 1 Steckplatz für CompactFlash Typ I 1 Steckplatz für PC-Card Typ II 1 Steckplatz für Smart-Card-Leser


Touchscreen: 640 x 240 Pixel LCD, 65k Farben sichtbare Größe ca. : 5,5 x 7,5 cm (16,7 cm)

4 benutzerdefinierte Schnellstarttasten, Navigationstaste, Voice-Recorder mit Taste

Tastatur und integrierter Ziffernblock

Stromversorgung Lithium-Ionen-Akku Betriebsdauer: bis zu 9 Std.

CE2032 Knopfzellenbatterie mit 3V

Weltweit nutzbarer Wechselstromadapter

Zubehör Serielles Synchronisationskabel, USB/seriell Dockingstation, andschriftenerkennung

Tragesystem

Betriebssystem Windows CE

Eigenschaften

Größe 18,9 x 9,9 x 3,4 cm

Gewicht 510g (inkl. Akku)

Umgebung Betriebstemperatur: 0 – 40°C Lagertemperatur: 0 – 55°C Feuchtigkeit: 90% relative Luftfeuchtigkeit bei 40°C

Erweiterungen Erweiterter Akku, bis 24 Std. Laufzeit Externe HP Tastatur

Komplettausstattung


Sonstiges wahlweise Tastatur- oder Stiftbedienung

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.hewlett-packard.de/mobile/jornada/jornada720.html


http://www.hewlett-packard.com/

http://www/

Mobile Endgeräte 157

Nokia 9110i Communicator

Firma Nokia

Adresse http://www.nokia.com

Spezifikation Smartphone

Prozessor Embedded AMD 486

Hauptspeicher


4 MB, erweiterbar um 8 MB mit Speicherkarte (MMC)

Schnittstellen Ohrhörer, irDA, Anschluss für Netz-/Ladegerät Kombi-Buchse: seriell oder KFZ-Anschluss Multimedia Card (MMC, Siemens), SIM-Karte, GSM 900, Datenübertragung bis 14.400Bps


Tastatur

2 hintergrundbeleuchtete Displays: Handy: 84 x 48 Pixel, 5 Zeilen a 16 Zeichen Organizer: 640 x 480 VGA LCD; 200 Zeilen a 640 Zeichen

Stromversorgung Li-Ion Akku, Sprechdauer / Datenübertragung: 3 – 6Std. Standby: 170 Std., 400 Std. bei ausgeschalteter Telefonfunktion Ladedauer: 2 Std., 1100mAh, 3,0V

Zubehör Ladegerät, Kabel für Datenübertragung

Tragesystem

Betriebssystem GEOS 3.0

Eigenschaften

Größe 15,8 x 5,6 x 2,7 cm

Gewicht 253g

Umgebung

Erweiterungen KFZ-Einbausatz mit Freisprechanlage, passive KFZ-Halterung, Hochleistungsakku, Tisch- und Reise-Ladegerät

Komplettausstattung

Verfügbarkeit

Sonstiges D-Netz (GSM 900MHz), Antenne unsichtbar integriert

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.palmtopmagazin.de/produkte/sonstige/nokia_9110/nokia_9110.php3

http://www.telefoninfo.de/GSM-Handys/Scripts/DatenblattHandy.idc?ID=24

Datum August 2000 (erstes Modell seit 1998)

http://www.nokia.com/

http://www.palmtopmagazin.de/produkte/sonstige/nokia_9110/nokia_9110.php3

http://www.palmtopmagazin.de/produkte/sonstige/nokia_9110/nokia_9110.php3

http://www.telefoninfo.de/GSM-Handys/Scripts/DatenblattHandy.idc?ID=24


Serie 5mx PRO

Firma Psion

Adresse http://www.psion-gmbh.com

Spezifikation Handheld PC

Prozessor 36 MHz High Speed Prozessor (ARM 710)

Hauptspeicher


32MB RAM-Only-Design Erweiterung über CF-Karte

Schnittstellen CF-Card Slot irDA seriell


große Tastatur (Notebook-ähnlich)

Touchscreen: ½ VGA, 640 x 240 Pixel LCD mit Hintergrundbeleuchtung

Mikrofon Lautsprecher Digitale Tonaufnahme

Stromversorgung 2 AA-Alkaline-Batterien oder NiCd- bzw. NiMH-Akkus Backup: Lithium-Knopfzelle CR2032

Dauerbetrieb: bis zu 25 Std.

optional: extern 6V/1A-Netzstecker

Zubehör PsiWin 2.3 PC Connectivity-Software per Kabel

Tragesystem

Betriebssystem EPOC

Eigenschaften


Gewicht 354g (inkl. Batterie)

Umgebung

Erweiterungen hieß vorher „Zubehör“

Komplettausstattung


Sonstiges WAP über kompatibles Mobiltelefon per Infrarot Internet über zusätzliche Hard- und Software

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.psion-gmbh.com/serie5/5mxpro.html

Datum gesehen: 26.09.01

http://www.psion-gmbh.com/

http://www.psion-gmbh.com/serie5/5mxpro.html

Portable Referenzgeräte 159

Beispiele portabler Referenzgeräte

Wearable Computer und Smart Clothing werden, wenn sie beurteilt werden, einerseits mit PDAs und anderen HandheldPCs verglichen, andererseits aber auch mit PCs, insbesondere mit Notebooks. Der Vollständigkeit halber aber insbesondere auch als Referenz zum Vergleich mit den vorgestellten mobilen, tragbaren Endgeräten werden deshalb an dieser Stelle ein Standard-Notebook und einige MiniPCs schematisch beschrieben. Die portablen MiniPCs finden in der vorliegenden Studie Erwähnung, da sie hin und wieder ebenfalls als Wearable Computer bezeichnet werden und bei entsprechender Umrüstung evtl. sogar zu einem werden könnten. Man kann davon ausgehen, dass die Leistungsfähigkeit eines Wearable Computers der eines etwas veralteten Notebooks entspricht, die MiniPC ebenfalls.

Außerdem werden in diesem Abschnitt ein robuster Handheld-Computer für den Einsatz im Gelände vorgestellt sowie die mobile WebCam der Firma ART+COM, die bereits in der Kategorie „aufgabenoptimierte Hardware“ genannt wurde. IRES, wie dieses Online-Reportersystem heute heißt, besteht in erster Linie aus Eingabe-Devices, die für die Aufzeichnung von Ton und Bild gebraucht werden. Darüber hinaus verfügt das System über eine drahtlose Verbindung zu einem stationären „Veröffentlichungsserver“. Die mobile Variante wird mit einem Vajo C1 von Sony betrieben, ein entsprechend leistungsfähiger Wearable Computer könnte auch verwendet werden. Bei diesem System ist der hohe Stromverbrauch der verschiedenen Komponenten eindeutig das größte Problem. Offene Fragen und ausstehende Lösungen zu derartigen Problemen werden im Anschluß an die Gerätebeschreibungen noch einmal aufgegriffen.


Nano™ PC

Firma Linux-Works Inc.

Adresse http://www.linux-works.com

Beschreibung Der Nano PC ist ein von den äußeren Abmaßen her sehr kleiner PC, der den-noch ein vollwertiges Desktop-Gerät darstellt. Durch die Integration der Maus in das Gehäuse ist schon eine weitere Voraussetzung für die Umrüstungen zu einem Wearable Computer erfüllt. Das Gerät ist jedoch nicht darauf ausge-richtet, in der Bewegung benutzt zu werden, da es u.a. keine mobile Stromversorgung hat.

Spezifikation PC

Prozessor 733-800Mhz Pentium® Celeron oder Pentium® III Prozessor Chipset: Intel 810

Hauptspeicher 64MB SDRAM, erweiterbar auf 256MB

Festplatte 10 GB HDD erweiterbar auf 20GB

Schnittstellen 2 USB, 2 PS/2 Ports , Monitoranschluss, S-Video Ausgang, 16 Bit Soundkarte (full Duplex, Stereo), eingebaute 3D-Beschleuniger Grafikkarte


interner Lautsprecher, eingebautes TouchPad als vollwertiger Mauszeiger

Stromversorgung Netzteil

Zubehör

Tragesystem

Betriebssystem Windows 95 / 98 / NT / 2000 oder Linux

Eigenschaften

Größe 15,2 x 10,2 x 2,5 cm

Gewicht ca. 450 g

Netzteil: 250 g

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.linux-works.com/html/nano_pc.html


http://www.linux-works.com/

http://www.linux-works.com/html/nano_pc.html


Nano II™

Firma Linux-Works Inc.

Adresse http://www.linux-works.com

Beschreibung Der Nano II ist noch etwas kleiner als sein Vorgänger, ist aber dennoch kein Wearable Computer geworden. Das integrierte Touchpad ist zugunsten weiterer Standard-Schnittstellen für DesktopPCs entfernt worden. Man kann den Computer gut mitnehmen, aber nicht in der Bewegung benutzen.

Spezifikation PC

Prozessor Pentium II, III und Celeron (FCPGA, Systembus: 66, 100, 133 MHz)

Standard: P-II 733MHz

Hauptspeicher 64MB SDRAM, erweiterbar auf 256MB

Festplatte 10 GB HDD erweiterbar auf 20GB

Schnittstellen 2 USB, 2 PS/2 (Maus, Tastatur), 1 serielle, 1 parallel, Monitoranschluss, S-Video und AV Video Ausgang, 16 Bit Soundkarte (full Duplex, Stereo), eingebaute 3D-Beschleuniger Grafikkarte, 10/100base-T Ethernet (RJ 45), IrDA


interner Lautsprecher

56K V.90 Modem (RJ11) integriert

Stromversorgung Netzteil

Zubehör 1 ATAPI CD-ROM integriert(Standart: 24x, DVD-ROM oder CD-RW)

Tragesystem

Betriebssystem Windows 95 / 98 / NT / 2000 oder Linux

Eigenschaften

Größe 14,0 x 15,2 x 5,1 cm

Gewicht 950 g

Netzteil: 250 g

Umgebung

Erweiterungen Parallel Port FDD

Komplettausstattung


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.linux-works.com/html/nano_ii.html


http://www.linux-works.com/

http://www.linux-works.com/html/nano_ii.html


Evo N400C

Firma Compaq

Adresse http://www.compaq.de

Spezifikation Notebook

Prozessor Intel Mobile Pentium III LV mit 700MHz oder 850MHz SpeedStep

Hauptspeicher 128-320 MB SDRAM (bis zu 512 MB aufrüstbar)

Festplatte 20 GB

Schnittstellen 2 USB; 1 parallel; 1 seriell; 1 IrDA 2 PS2 (Docking Station) VGA; TV-Out Infrarot; Kopfhörer Mikrofon (Line-In an Docking Station) Modem; LAN 1 PC-Card Typ II


8 MB Grafikkarte Display 12,2“ 1024 x 768 Soundkarte Trackpoint mit 3 Tasten

Stromversorgung Li-Ion Laufzeit: 1,8 Std.

Zubehör Optionale Mobile Erweiterungseinheit (MEU)

Tragesystem Laptop

Betriebssystem Windows 2000 (vorinstalliert)

Eigenschaften

Größe 27,3 x 23,0 x 3,2 cm

Gewicht 1,6 kg mit Akku (Netzteil: 370g)

Umgebung

Erweiterungen Dockingstation (nicht im Lieferumfang)

über Dockingstation anschließbar: DVD, CD-ROM, CD-Brenner, Diskettenlaufwerk

Externer Monitor anschließbar

Komplettausstattung


Sonstiges Unterstützt bis zu 4 Akkus (2 intern, 2 in der MEU), so dass eine Laufzeit von bis zu 10 Std. erreicht werden kann

Besonderheiten Leichtes Subnotebook ohne integriertem Floppy- CD- oder optischem Laufwerk; mit geringen Abmessungen und einer Tastatur, deren Tasten die volle Breite eines normalgroßen Notebooks erreichen; sogar für ein Notebook schlechte Akku-Laufzeiten.

Referenzen

Quelle Jürgen Rink, Jörg Wirtgen: Mobile Prozessorvielfalt. C’t17/2001, S.104ff

Datum

http://www.compaq.de/


Espresso EPC

Firma Saint Song Corp.,

Adresse http://www.saintsong.com.tw/english/

Beschreibung Der Espresso ist von der Konzeption her kein Wearable Computer, da er nicht für den Betrieb mit Batterien oder Akkus vorgesehen ist. Er ist transportabel gestaltet, so dass er ein guter Kandidat für die Weiterentwicklung zu einem Wearable gewesen wäre. Die nächste Generation, der Cappucino ist aber wieder ein leicht transportierbarer PC geworden.

Spezifikation PC

Prozessor Celeron Prozessor in FCPGA Ausführung.

Hauptspeicher Ein 144 pin DIMM slot für PC100/PC133 SDRAM. Erweiterbar auf bis zu 256MB.

Festplatte Eine 2.5 Zoll HDD mit 9.5 mm Höhe. (Ultra DMA 33/66 wird unterstützt).

Schnittstellen 2 USB; 2 PS/2.;VGA Mikrofoneingang; line-out Ausgang (für aktive Lautsprecher). 1 S Video und AV-Ausgang; Intel 810, Grafikspeicher 4MB (Shared Memory),ermöglicht bis zu 1280 x 1024 pixel eingebaute 16-bit Stereo Soundkarte (Soundblaster / Adlib kompatibel) Anschluss für die Dockingstation


eingebauter Lautsprecher, Touchpad, Bildlauf-Button

Stromversorgung per Netzteil

Zubehör

Tragesystem

Betriebssystem Windows 98 / ME / NT / 2000, Linux

Eigenschaften

Größe 15,0 x 10,6 x 3,2 cm

Gewicht 460g

Umgebung

Erweiterungen Dockingstation

Komplettausstattung


Sonstiges Vertrieb in Deutschland: http://www.awe-ed.de

Besonderheiten Das Gerät verfügt über einen Gleichspannungseingang (18 V). Es wird auch als Pocket PC bezeichnet (zum Mitnehmen wie ein PC, z.B. wenn man zwischen mehreren stationären Arbeitsplätzen pendelt).

Referenzen

Quelle http://www.saintsong.com.tw/english/products/e-spec.htm

http://www.saintsong.com.tw/dm/EPCA4E01.pdf

Datum gesehen: August 2001

http://www.saintsong.com.tw/english/

http://www.aweed.de/

http://www.saintsong.com.tw/english/products/e-spec.htm

http://www.saintsong.com.tw/dm/EPCA4E01.pdf


Cappuccino GX1

Firma Saint Song Corp.,


Beschreibung Der Cappuccino ist von der Konzeption her kein Wearable Computer, da er nicht für den Betrieb mit Batterien oder Akkus vorgesehen ist. Er ist transportabel gestaltet, so dass er ein guter Kandidat für den Umbau zu einem Wearable wäre, so wie es auch schon sein Vorgänger, der Espresso, war.

Spezifikation PC

Prozessor Intel Pentium 3 / Celeron Prozessor in FCPGA Ausführung

Hauptspeicher Ein 144 pin DIMM slot für PC100/PC133 SDRAM, erweiterbar auf 256MB.

Festplatte Eine 2.5 Zoll HDD mit 9.5mm Höhe. (Ultra DMA 33/66 wird unterstützt.)

Schnittstellen 2 USB; 2 PS/2; 1 Parallelport (EPP / ECP);1 serieller Anschluss (RS-232). Ethernet; Modem-Anschluss; IrDA Mikrofoneingang; line-out Ausgang (für aktive Lautsprecher) Anschluss für die Dockingstation 16-bit Stereo Soundkarte (Soundblaster / Adlib kompatibel) VGA; 1 S Video und AV-Ausgang; Intel 810, Grafikspeicher 4MB (shared Memory) ermöglicht bis zu 1280 x 1024 Bildpunkte


eingebauter Lautsprecher

Stromversorgung per Netzteil; max. Leistung: 54 Watt

Zubehör ein ATAPI Hochgeschwindigkeits-CD-ROM oder DVD-ROM/CD-RW optionales externes Parallelport Diskettenlaufwerk optionales internes 56K V.90 Modem (RJ11)

Tragesystem

Betriebssystem Windows 98 / ME / NT / 2000, Linux

Eigenschaften

Größe 15,7 x 14,6 x 4,6 cm

Gewicht 980g

Umgebung

Erweiterungen

Komplettausstattung



Besonderheiten Das Gerät verfügt über einen Gleichspannungseingang (18 V). Es wird als Pocket PC bezeichnet (zum Mitnehmen wie ein PC, z.B. wenn man zwischen mehreren stationären Arbeitsplätzen pendelt.).

Referenzen

Quelle http://www.saintsong.com.tw/english/products/gx1/gx1-spec.htm

Datum gesehen: August 2001



http://www.saintsong.com.tw/english/products/gx1/gx1-spec.htm


Cappuccino TX2

Firma Saint Song Corp.


Beschreibung Der neueste Cappuccino ist nach wie vor kein Wearable Computer, da er nicht für den Betrieb mit Batterien oder Akkus vorgesehen ist. Er ist transportabel gestaltet, so dass er ein guter Kandidat für die Weiterentwicklung zu einem Wearable wäre.

Spezifikation PC

Prozessor Intel Pentium 3 / Celeron Prozessor in FCPGA Ausführung

aufrüstbar auf Pentium 3 mit mehr als 1 GHz Takt- und 100/133 MHz FSB-Frequenz

Hauptspeicher Ein 144 pin DIMM slot für PC100/PC133 SDRAM, erweiterbar auf 256MB.

Festplatte Eine 2.5 Zoll HDD mit 9.5mm Höhe. (Ultra DMA 33/66 wird unterstützt).

Schnittstellen Intel 810, Grafikspeicher 4MB (shared Memory) ermöglicht bis zu 1280 x 1024 Bildpunkte VGA; 1 S-Video-Anschluss; 1 AV-Anschluss IrDA; Ethernet (RJ45); Modemanschluss (RJ11) 4 USB; 2 FireWire; 1 Serieller Anschluss (RS-232); 1 Parallelport (EPP / ECP); 2 PS/2 16-bit Stereo Soundkarte (Soundblaster / Adlib kompatibel)


eingebauter Lautsprecher

56K V.90 Modem

Stromversorgung per Netzteil; max. Leistung: 54Watt

Zubehör ein ATAPI Hochgeschwindigkeits-CD-ROM oder DVD-ROM/CD-RW

optionales externes hot swap Parallelport Diskettenlaufwerk

Tragesystem

Betriebssystem Windows 98 SE / ME / NT / 2000

Eigenschaften

Größe 15,6 x 14,6 x 5,6 cm

Gewicht 980g

Umgebung Einsatztemperatur: 10C to +35C Lagertemperatur: -10C to +55C Luftfeuchtigkeit: 5 – 95% nicht kondensierend

Erweiterungen

Komplettausstattung



Besonderheiten Das Gerät verfügt über einen Gleichspannungseingang (18 V). Es wird als Pocket PC bezeichnet (zum Mitnehmen wie ein PC, z.B. wenn man zwischen mehreren stationären Arbeitsplätzen pendelt.).



166 Kapitel IV: Tragbare Rechner Referenzen

Quelle http://www.saintsong.com.tw/english/products/tx2/tx2-spec.htm

Datum gesehen: September 2001

http://www.saintsong.com.tw/english/products/tx2/tx2-spec.htm


Falcon


Adresse http://www.ivpgi.com

Beschreibung Der Falcon ist kein Notebook und auch kein Wearable Computer, er ist ein robuster, tragbarer PC, der für den militärischen Einsatz im Feld entwickelt wurde. Er ist in der Hand zu halten, hat einen integrierten Monitor und diverse Tasten zur Bedienung, aber keine Tastatur; eine Sprachaufnahme ist integriert, genauso wie eine -steuerung.

Spezifikation HandheldPC


Hauptspeicher 64 MB DRAM (Erweiterbar auf 128 MB)

Festplatte wechselbare 2.1 GB HDD

Schnittstellen 2 PCMCIA Slots (1 Type 2 und 1 Type 3), 1 serielle, 1 parallel, 2 PS/2 (Maus und Tastatur), 16 Bit Soundblaster, Ethernet


8.4" Color-VGA-Display (im Sonnenlicht ablesbar) Touchscreen (640 x 480 Pixel, 32 Bit Farben, LCD)

integriertes Sprachaufnahme- und Sprachwiedergabesystem mit Spracherkennung

Stromversorgung NiMH Akku 3,8 Ah

Zubehör

Tragesystem

Betriebssystem Windows 95 / 98 / NT, Solaris, SCO-Unix

Eigenschaften

Größe 30,5 x 22,2 x 8,8 cm

Gewicht 3629 g

Umgebung Betriebstemperatur: -32 bis +55 °C; Luftfeuchtigkeit: 5-95%

Erweiterungen optionale witterungsbeständige Qwerty PS/2 Tastatur (Optional mit Hintergrundbeleuchtung)

virtuelle Touch-Screen Tastatur

8.4 " SVGA Display (im Sonnenlicht ablesbar) (Optionale 10.4 " und 12.1" Display)

Komplettausstattung

Verfügbarkeit militärisch

Sonstiges

Besonderheiten Power Management; Wasser und (Bio-)Chemie-Resistenz; Unterstützung für eine hintergrundbeleuchtete Tastatur; witterungsbeständiges Aluminium-gehäuse

Referenzen

Quelle http://www.ivpgi.com/Falcon.htm

Datum 1999 (gesehen: November 2001)


http://www.ivpgi.com/Falcon.htm


Mentis

Firma Interactive Solutions, Inc. (Teltronics Inc.)

Adresse http://www.teltronics.com

Beschreibung Laut Werbung ist Mentis eine Kreuzung aus einem Laptop (bzgl. der Portabilität), der Robustheit eines Wearable Computers und den Multimedia-Eigenschaften eines DesktopPCs. Als Nutzung ist nicht unbedingt die Benutzung in der Bewegung intendiert, sondern der Einsatz an den „unmöglichsten“ Orten.

Spezifikation Transportabler PC

Prozessor Intel Pentium 166 MHz MMX

Hauptspeicher 128 MB DRAM

Festplatte 6,4 GB

Schnittstellen 1 seriell, 1 parallel, 2 PS/2 PCMCIA (2 Type II oder 1 Type III) Audio Out, Mic In VGA Full Duplex Soundkarte (Soundblaster kompatible)


Stromversorgung Lithium-Ion-Akku

Zubehör

Tragesystem

Betriebssystem

Eigenschaften

Größe 14,0 x 19,1 x 3,8 cm

Gewicht

Umgebung

Erweiterungen 24x CD-ROM

Display (FPD, HMD) mit Ohrhörer und Mikrofon

Komplettausstattung

Verfügbarkeit

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.teltronics.com/is/mentor0.html

Datum Gesehen: November 2001

http://www.teltronics.com/

http://www.teltronics.com/is/mentor0.html

Technologie 169

Energieverbrauch und -versorgung als Hemmschuh Die meisten Hardwarekomponenten haben, abgesehen vielleicht von einigen wenigen Ausnahmen, noch nicht den technischen Stand erreicht, der wünschenswert oder gar breit einsetzbar wäre. Insbe-sondere bestehen noch große Probleme bzgl. einer ausreichenden und kontinuierlichen Energiever-sorgung. Als offene und noch zu lösende Hardware- bzw. Netzwerkprobleme, die auch die Ein-/Ausgabe-Technologie betreffen, hat Thad Starner4, ein Protagonist des Wearable Computing, die folgenden zentralen Themen identifiziert.

Stromversorgung

Energie ist die Ressource, mit der bei der Entwicklung von Wearable Computing Lösungen am spar-samsten umgegangen werden muss, allerdings nur im Hinblick auf den Stromverbrauch der verwen-deten Geräte. Bereitgestellt bzw. produziert werden sollte während der Benutzung so lange und so viel Energie wie benötigt wird. Starner empfiehlt deshalb, beim Design kleiner mobiler Geräte den größten Teil der vorhandenen Ressourcen (Gewicht, Platz, Kosten etc.) der Stromversorgung zu widmen, auch zu Lasten der Funktionalität. Er sieht im Training der BenutzerIn hinsichtlich einer täglichen routinemäßigen Pflege des Wearable Computers und insbesondere in einer Gewöhnung an das tägliche Aufladen der verwendeten Akkus die Lösung, die kurzfristig die effektivste sein wird. Für die Zukunft fordert er nicht nur verbesserte, d.h. langlebigere und leistungsfähigere kleinere Akkus, sondern die Einbeziehung und Entwicklung alternativer Stromquellen, wie z.B. die Nutzung der Wärme- oder der Bewegungsenergie der BenutzerIn oder die Stromgewinnung aus der direkten Umgebung. Auf funktionstüchtige Systeme dieser Art kann noch nicht verwiesen werden, da sich alle entsprechenden Ansätze noch in einem frühen Forschungsstadium befinden5.

Dass die geforderte Ressourcenbeschränkung zugunsten der Stromversorgung und zu Lasten der Funktionalität einen Interessenkonflikt darstellen, lässt sich an den Entwicklungen auf dem PDA-Markt gut ablesen, die zz. in die entgegengesetzte Richtung verläuft. Die neusten PDAs haben hoch-auflösende Farbdisplays, die viel Strom verbrauchen. KundInnen kaufen diese Geräte zwar, sind dann aber enttäuscht, so dass es immer häufiger vorkommt, dass sie sich genau überlegen, was sie von dem Gerät erwarten: Lange Lebensdauer oder bunte Bildchen, um es plakativ auszudrücken. Welches Kriterium den Konflikt entscheiden wird, ist noch nicht klar. Eine zufriedenstellende Beantwortung der Energiefrage wird den Erfolg des Wearable Computing maßgeblich bestimmen, das belegen z.B. die Forderungen aus den potenziellen Anwendungsbereichen. Neben den ergonomischen Trageeigen-schaften war der mehr als achtstündige Dauerbetrieb ohne Batteriewechsel der zentrale Vorteil, der dem Wearable Scanning System der Firma Symbol zum Erfolg verholfen hat.

Wärmeentwicklung und -ableitung

Im direkten Zusammenhang mit einer ausreichenden Stromversorgung steht das Problem der Wärme-entwicklung durch den verwendeten Prozessor. Bereits in den Anfangszeiten des Computers konnten die vielen benötigten Röhren ganze Räume heizen, wie Josef Weizenbaum, ein Pionier der Compu-tertechnik, immer wieder anekdotisch zum Besten gibt. Heute noch ist die Wärmeentwicklung so enorm, dass sie besonders für mobile, tragbare Computersysteme eine größere Relevanz hat als z.B. die reine Geschwindigkeit des Prozessors. Als Maßstab zur Auswahl eines geeigneten Prozessors für ein mobiles Endgerät sollte deshalb Prozessorleistung pro verbrauchter Energie (MIPS/W) verwendet werden. Eine hohe Energieaufnahme ist gleichzusetzen mit einer starken Wärmeabgabe, die im Wearable Computing dafür verantwortlich sein könnte, dass ein System im doppelten Sinne des Wortes für die BenutzerIn nicht tragbar ist. Die kontinuierliche Ableitung der Wärme beim Tragen und in der Bewegung ist kein triviales Problem, besonders dann nicht, wenn der Rechner von den Ausmaßen her so klein wie möglich sein soll. Dieses Problem tritt auch beim Design von Hochleis-tungslaptops auf, kann dort aber anders gehandhabt werden, da mehr Flächen zur Ableitung der über-schüssigen Wärme zur Verfügung stehen. Starner empfiehlt neben der naheliegenden Reduzierung

4 Alle folgenden Ausführungen erfolgen in Anlehnung an [Sta01a], [Sta01b] 5 siehe z.B. [Kym98] für ein „Kraftwerk im Schuh“.


des Entstehens von Wärme und der Reduzierung des Energieverbrauchs durch eine Optimierung der Prozessoren und aller anderen stromverbrauchenden Komponenten einige zusätzliche Alternativen zur Wärmeableitung, die nur für Wearable Computing eine Rolle spielen. Er schlägt z.B. die Ausnut-zung der Luftkühlung bei der Bewegung durch Platzierung des Rechners am Arm der BenutzerIn vor oder die Ableitung an die Haut in der kalten Jahreszeit, aber auch die Verwendung von Kühlflüssig-keit, die die entstehende Wärme dann aufnimmt, wenn sie entsteht, und die diese zu einem besser geeigneteren Zeitpunkt wieder abgibt, wenn die Umgebungsbedingungen es erlauben. Diese Mecha-nismen und Materialien existieren noch nicht, so dass an dieser Stelle ein großer Freiraum für neue Ideen und Entwicklungen vorherrscht. Als kurzfristige Lösung empfiehlt Starner deshalb, bei der Entwicklung von Softwaresystemen für Wearable Computing dem aktuellen Energieverbrauch einen Stellenwert einzuräumen und die Software so zu gestalten, dass der Energiebedarf kontinuierlich gering gehalten wird, so wie es noch vor nicht allzulanger Zeit hinsichtlich der beschränkten Spei-cherplatz- und Prozessorzeitressourcen gehandhabt wurde. Wearable Computing erfordert im Prinzip, auf allen Ebenen sparsam zu sein: Energie, Platz, Speicherplatz, Prozessorbeanspruchung und insbe-sondere hinsichtlich der Aufmerksamkeit, die die BenuzterIn für den Umgang mit dem System auf-wänden muss.

Netzwerke

Netzwerkverbindungen sind sowohl für Wearable Computer als auch für einige Varianten des Smart Clothing zur Kommunikation auf verschiedenen Ebenen erforderlich. Zu unterscheiden sind folgende Verbindungsbereiche6:

•

•

•

off-body, zwischen dem Wearable Computing System und anderen Computersystemen, z.B. anderen Wearables, dem Backoffice bzw. dem stationären Netz oder externen Referenzsystem wie GPS etc.

on-body, zwischen der Rechnereinheit des mobilen, tragbaren Computersystems und seiner Peripherie, z. B. den Ein-/Ausgabedevices und den Sensoren

near-body, zwischen dem Wearable Computing System der TrägerIn und Objekten in der unmittelbaren Umgebung, die nicht integraler Bestandteil des Wearable Computing Systems sind.

Im Idealfall kommen für Wearable Computing nur drahtlose Verbindungen in Frage. Das ist auch der Fall für off-body- und near-body-Netze. On-body-Verbindungen werden zz. zum größten Teil noch per Kabel oder entsprechend leitenden Materialien, die in die Kleidung integriert sind, realisiert. Auch für drahtlose Netzwerkverbindungen ist bei Wearable Computing in erster Linie nicht der maximale Durchsatz interessant, sondern z.B. ein Maß wie Bits pro Sekunde pro Watt. Darüber hinaus fordert Starner7 Interoperabilität zwischen den verschiedenen Netzen und einen offenen Standard, der eine kontinuierlich Netzverbindung gewährleistet.

Die drahtlose Kommunikation im off-body-Bereich ist die fortgeschrittenste und am meisten unter-suchte. Fast flächendeckend zur Verfügung stehen zumindest in den industriell durchdrungenen Gebieten Mobilfunknetze und entsprechende Protokolle wie GSM, GPRS, EDGE, HSCSD und das im Aufbau befindliche UMTS. Bei den drahtlosen Nahverkehrsnetzen (WLAN)8 hat sich der Standard IEEE802.11 durchgesetzt und es zeichnet sich ab, dass IP zukünftig das alles integrierende Kommunikationsprotokoll werden wird, in dem nicht nur Daten übertragen werden, sondern über das jede Kommunikation abgewickelt werden kann, z.B. auch die Telefonie per Voice-over-Internet-Protokoll (VoIP).

Ein grundsätzliches Problem drahtloser Netze und einer heterogenen Netzwerkstruktur besteht darin, dass keines der genannten Netze allgegenwärtig ist. Die Netzabdeckung per Mobilfunknetz ist nicht lückenlos, schon gar nicht in dünn besiedelten Gebieten, und die WLAN-Abdeckung hat je nach Beschaffenheit der Umgebung jeweils nur einen Radius von 30-300m. Jede BenutzerIn eines Mobil-

6 [Sta01b] 7 [Sta01a] und [Sta01b] 8 Allgemeine Informationen über Wireless LAN und eine ausführliche Übersicht über durch die Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) zertifizierte Produkte (WiFi-Zertifikat) ist zu finden unter [wwwWECA01]

Technologie 171

telefons kennt die Folgen: Die Gefahr ist groß, dass die Verbindung unvermittelt zusammenbricht oder an bestimmten Orten bzw. Positionen nicht möglich ist. Für Wearable Computing sind Lösungen erforderlich, die diese Gefahr beseitigen, insbesondere wenn es darum geht, kritische Daten wie Patientendaten oder Steuerbefehle an Maschinen etc. drahtlos zu übermitteln. Gerade in der letzten Zeit steigen die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in diesem Bereich sprunghaft an, kommer-zielle Lösungen stehen allerdings noch nicht zur Verfügung. Starner9 vermutet allerdings. dass BenutzerInnen es vorziehen werden, alle erforderlichen Daten „bei sich“ zu tragen und dass sie sich mit einem asynchronen Datenaustausch begnügen werden, weil drahtlose Netzverbindungen viel Energie verbrauchen und diese, wie schon gesagt, auf absehbare Zeit die kostbarste Ressource sein wird.

Im on- und near-body-Bereich spielen die oben genannten leitenden Stoffe und Fasern10 eine Rolle sowie drahtlose Personal Area Networks (PAN)11 und hier insbesondere die Infrarot-Kommunika-tion12, Bluetooth13 und die Body Area Networks (BAN)14. Letztere versuchen, die Leitfähigkeit des Körpers in die technische Kommunikation zwischen den am Körper getragenen Komponenten einzu-beziehen bzw. zu nutzen. Auch in diesem Bereich steht der Durchbruch bei der Entwicklung noch aus. Bluetooth beispielsweise steht in scharfer Konkurrenz mit WLANs, da beide im lizenzfreien 2,4-GHz-Funkfrequenzband arbeiten und sich so gegenseitig negativ beeinflussen, z.B. bzgl. der Über-tragungsgeschwindigkeit und -leistung.

9 [Sta01b] 10 siehe auch [Pos00] 11 [Zim96], [Zim99] 12 siehe z.B. die in [Sta01b] beschriebene Lösung für eine energiesparende Methode zur indoor-Positionsbestimmung 13 Allgemeine Informationen zu Bluetooth und entsprechende Produkte sind zu finden unter [wwwBluetooth] 14 [Car96]

Kapitel V

Eingabetechnologien

Die Unterstützung mobiler Tätigkeiten durch den Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme erfor-dert, wie beim Desktop Computing auch, Eingaben in das System. Zum einen dienen diese Eingaben der Steuerung und Benutzung des Anwendungssystems und zum anderen der Datenerfassung. Beide Arten der Eingabe müssen auch im Wearable Computing unterstützt werden, allerdings stellt der intendierte Anwendungsbereich der mobilen Tätigkeiten Anforderungen an die Eingabetechnologie, die sich deutlich von den bisherigen unterscheiden.

In der Automatisierungstechnik erfassen die eingesetzten Computersysteme die Mehrheit der erfor-derlichen Eingabedaten selbstständig, z.B. mittels Sensoren. „Selbstständig“ bedeutet hier: ohne explizites Eingreifen der BenutzerIn. Die BedienerIn einer automatisierten Anlage löst im Prinzip durch das Umlegen eines Schalters oder die Eingabe eines Befehls bzw. durch eine Menüauswahl zumeist an einem robusten Schaltpult einen Prozess aus, der dann vom Computersystem autonom durchgeführt wird, z.B. die Regelung von Temperaturen oder von Produktionsabläufen. Der Bediene-rIn bleiben Überwachungsfunktionen und das Eingreifen im Störfall. Bei Büroarbeiten, z.B. der Erstellung von Angeboten oder Rechnungen und auch beim Schreiben von Artikeln, ist die Benutze-rIn eines Desktop-Computers fast ausschließlich mit der Eingabe von Texten und Zahlen oder auch dem Einscannen von Fotos befasst. Sie benutzt Tastatur, Maus und z.B. einen Flachbett-Scanner als Eingabemedien.

Diese beiden Beispiele verdeutlichen zweierlei:

Es lassen sich explizite und implizite Eingaben unterscheiden: Eine explizite Eingabe erfolgt durch die BenutzerIn und erfordert eine Interaktion zwischen Mensch und Computer. Die implizite Eingabe besteht in der weitgehend automatischen Erfassung und Auswertung von (kontinuierlichen oder diskreten) Meßwerten durch das Computersystem.

•

•

•

•

Die Palette möglicher Eingabegeräte reicht von Sensoren, die z.B. physikalische Zustände messen, bis hin zu den bekannten Devices Tastatur und Maus.

Darüber hinaus machen die beiden Beispiele auch deutlich, dass der Anwendungsbereich, die zu unterstützende bzw. zu erfüllende Aufgabe, die Art der anfallenden Daten sowie Umgebungsfaktoren die Art des zu verwendenden Eingabemediums maßgeblich bestimmen. Für Wearable Computing und den Einsatz für mobile Tätigkeiten stehen deshalb eine Vielzahl expliziter und impliziter Eingabe-medien zur Verfügung, befinden sich in der Entwicklung oder müssen noch entwickelt werden. Unter dem Aspekt mobiler Tätigkeit, die in der realen, physikalischen Welt durchgeführt wird und die primäre Aufgabe der BenutzerIn ist, erfüllen die im Anschluss beschriebenen Devices eine oder meh-rere der folgenden Bedingungen:

in der Bewegung benutzbar

am Körper tragbar

173

174 Kapitel V: Eingabe

•

•

•

•

•

•

•

•

•

zur Benutzung ist keine Unterlage erforderlich

handfreie Bedienung

keine Unterbrechung der primären Tätigkeit erforderlich

AnwenderInnen und EntwicklerInnen müssen im konkreten Einzelfall jedoch immer für sich ent-scheiden, welche Technologie für ihre speziellen Bedingungen des Anwendungsbereichs die bestge-eignetste ist. Dabei ist das zu wählende Eingabemedium immer auch im Zusammenspiel mit dem verwendeten Ausgabemedium zu bewerten. Als Eingaben können eine Vielzahl verschiedener Daten-arten und Aktionen, auch in Kombination, anfallen, z.B.:

Text

Bilder (diskret oder kontinuierlich)

Meßwerte (diskret oder kontinuierlich)

Menü- oder Checklistenauswahl

Navigation in Karten oder Zeichnungen

Schalten (Ein/Aus, auslösen)

Für die vorliegende Studie wurden Eingabemedien recherchiert, die entwickelt wurden, um mobil eingesetzt zu werden, oder die sich für einen mobilen Einsatz eignen bzw. von denen eine mobile Version wünschenswert wäre und die für die explizite Eingabe verwendbar sind. Da der Markt der mobilen, tragbaren Computersysteme erst im Entstehen begriffen ist, erweitert sich die Palette der angebotenen Geräte ständig, so dass für die beschriebenen Devices kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben werden kann. Leider liegen für diese Art von neuen, alternativen Eingabemedien noch keine Testergebnisse über ihre Qualität oder Tauglichkeit vor, auch ein Vergleich, wie er z.B. von der Zeit-schrift c’t immer wieder für Desktop-Equipment oder PDAs und Handys durchgeführt und veröffent-licht wird, steht noch aus.

Wie bereits angedeutet, haben der Anwendungsbereich und die zu unterstützende Aufgabe maßgebli-chen Einfluß auf das zu wählende Eingabemedium. Das gilt im besonderen Maße für den Einsatz von Sensoren, also Eingabemedien, die Komponenten technischer Wahrnehmungssysteme sind und vor-rangig der impliziten Eingabe dienen. Es gibt unüberschaubar viele Sensoren; sie reichen von Mini-Kameras über Thermometer bis hin zu Körperfunktionssensoren und werden seit Jahren z.B. intensiv in der Automatisierungstechnik oder in der Gerätemedizin genutzt. Andererseits gibt es eine Vielzahl einzelner Messgeräte, die bereits elektronisch, z.T. auch digital funktionieren, aber (noch) nicht an ein Computersystem anschließbar sind. Viele dieser Komponenten ließen sich in ein mobiles, tragbares Computersystem integrieren, doch welche Sensoren sich in welchem Anwendungsfall als sinnvoll und tauglich erweisen, kann nur im konkreten Einzelfall entschieden werden. In die vorliegende Stu-die Eingang gefunden haben vorrangig explizite Eingabemedien und solche, die universell eingesetzt werden können. Dazu gehören u.a. verschiedene Arten mobiler Tastaturen, alternative Zeigegeräte, mobile Trackingsysteme und zwei Biosignalsensoren. Die beiden letztgenannten Arten sind eigentlich den Sensoren zuzuordnen, doch können sie laut ihrer Produktbeschreibungen als explizite Eingabe-medien genutzt werden, z.B. das Eye-Tracking zur Steuerung eines Mauszeigers.

Hervorzuheben ist, dass ein beträchtlicher Teil alternativer und auch mobiler Eingabetechnologie nicht im Zusammenhang mit Wearable Computing und dem Einsatz für mobile Tätigkeiten entstan-den ist, sondern ein Ergebnis der Forschung und Entwicklung von Unterstützungstechnologien für körperlich beeinträchtigte Menschen ist. Gerade in diesem Sektor waren schon immer alternative Eingabegeräte nötig, allerdings leidet dieser Bereich immer an fehlenden finanziellen Mitteln für eine zumeist sehr kostspielige Forschung und Entwicklung. Ein genauerer Blick auch auf die noch nicht umgesetzten Ideen aus dieser Richtung kann für zukünftige mobile, tragbare Computersysteme loh-nend sein. Es bleibt zu hoffen, dass in der Umkehrung Wearable Computing und die Entwicklung innovativer Ein- und Ausgabegeräte für mobile Tätigkeiten – ein wirtschaftlich lohnenderer Bereich – auch einen deutlichen Fortschritt für die technische Unterstützung körperlich beeinträchtigter Men-schen bringen wird.

Technologien 175

Eingabemedien

Im Gegensatz zu herkömmlichen Anwendungen muss bei Computersystemen im Wearable Compu-ting immer berücksichtigt werden, dass die BenutzerIn vor und während der Bedienung des Informa-tionssystems mit ihrer physischen Umgebung interagiert. Eingabetechnologien müssen daher so gestaltet sein, dass sie diese Interaktion möglichst wenig behindern. Hierbei hängt es jedoch von den spezifischen Eigenschaften der Interaktion mit der Umgebung ab, inwieweit die parallele Bedienung eines Eingabegerätes als hinderlich empfunden wird. Für das zu erwartende große Spektrum an Bediensituationen muss daher ein reichhaltiges Repertoire an Eingabegeräten geschaffen werden. In diesem Abschnitt wird ein Überblick über kommerziell oder prototypisch vorhandene periphere Ein-gabegeräte gegeben, die potentiell im Bereich Wearable Computing einsetzbar sind. Beschrieben werden

•

•

•

•

•

Spracheingabe

verschiedene Arten mobiler Tastaturen

drahtlose Zeigemedien und Navigationskomponenten

auf konkrete Aufgaben hin optimierte explizite Eingabe-Devices

einzelne Sensoren

Besonderes Augenmerk gilt der Funktionalität des Eingabe-Devices, den Trage- und Benutzungs-eigenschaften sowie insbesondere der Einbindung der Hände in die notwendige Handhabung. Hier reicht die Bandbreite bei den betrachteten Technologien und Geräten von einer völlig freihändigen Bedienung über die Befestigung und Benutzung mit einer Hand bis hin zur zeitweiligen Inanspruch-nahme beider Hände. In dieser Studie exemplarisch vorgestellt werden folgende Produkte, Prototypen uns Spezialanfertigungen:

Wearable und Virtual Keyboards XyberKey™ Arm Mount Mirco Keyboard WristPC Keyboard Half Keyboard Fitaly One-Finger Keyboard

Chording Keyboards Twiddler2 BAT Personal Keyboard FingeRing Minimal Motion Computer Access DataEgg Octima

Datenhandschuhe KeyGlove Key-Glove Lightglove Acceleration Sensing Glove 5DT Data Glove

Drahtloser Zeigemedien GyroMouse GyroPoint Pro II AV FreeD RingMouse CatEye FinRing GestureWrist Beschleunigungsmaus

Spezialisierter Eingabemedien Winspect-Handschuh Digital Pen Dial (VuMan-Projekt) WSS 1000 / 1040 / 1060 The Kord® Pad The Kord® Grip

Tracking-Sensoren Headmouse Tracker 2000 Headmaster Plus Mousamatic Eyegaze Vision 2000 The Video Eye Trace System Model 501 InertiaCube2

Biosensoren Bioelektrische Steuerung Cyberlink


Spracheingabe Die Interaktionsform, an die jeder als erstes denkt, wenn es um die freihändige Benutzung von Com-putersystemen geht, ist gesprochene Sprache. Schon seit den Anfängen der Computertechnologie besteht der Wunsch, Computer so zu gestalten, dass sie sich wie Gesprächspartner1 verhalten. Genau-so lange gibt es auch schon Forschungs- und Entwicklungsansätze zur Spracherkennung und zum Sprachverstehen. Auf dem kommerziellen Markt sind mittlerweile Spracherkennungssysteme verfüg-bar. Sie erlauben als einzige kommerziell verfügbare Eingabetechnologie eine vollständig handfreie Interaktion mit dem Computer in einer breiten Vielfalt. Die Angebotspalette reicht von einfachen Worterkennern, wie man sie z.B. von Telefondialogsystemen kennt, über Diktiersysteme mit einem Wortschatz von bis zu 60.000 Wörtern bis hin zu Prototypen zur sprecherunabhängigen Erkennung von Spontansprache. Als Leistungsachse zur Bewertung von Spracherkennern bietet Susen2 die folgenden fünf Kriterien an:

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Sprecherart: sprecherabhängig oder -unabhängig

Sprachart: diskret (mit deutlichen Pausen) oder kontinuierlich ausgesprochen

Wortschatzumfang: aktives Vokabular

Grammatische Komplexität: Einzelworterkennung (ohne Grammatik) oder Sprachverstehen

Eingabemedium: Qualität des Mikrofons

Für den mobilen Einsatz – und nicht nur für diesen – kommen sicher noch weitere Merkmale hinzu, denn gesprochene Sprache als Eingabemedium hat auch Nachteile. Diese sind zum einen technologi-scher Natur, verbinden sich aber in erster Linie mit konzeptionellen Fragen:

Empfindlichkeit bzgl. Umgebungsgeräuschen

fehlende Genauigkeit bei der Erkennung

Probleme bei der Erkennung, welche Lautäußerungen der NutzerIn an das Computersystem gerichtet sind und welche z.B. anderen Personen gelten

Formen des Promptings (z.B. die Aufforderung, eine Eingabe zu tätigen bzw. auch eine durchgeführte Eingabe zu wiederholen)

Wearable-Computer-Hersteller sind sich dennoch der Potenziale von Spracherkennungssystemen für ihre Technologie bewusst, so stattet beispielsweise Xybernaut seine Mobile Assistants auf Wunsch mit IBMs ViaVoice aus. Andere Diktier- und Spracherkennungssysteme, die auf Wearable Compu-tern eingesetzt werden können, sind die von Philips, von Lernout&Housepie3 oder von MediaInter-face, um nur die bekanntesten Firmen zu nennen4. Der Ressourcen- und Speicherbedarf, den derartige Programme haben, wenn sie brauchbare Ergebnisse liefern sollen, ist nicht zu unterschätzen. Aus diesem Grund wurden im Rahmen von Forschungsprojekten zur Entwicklung von Wearable Compu-ter-Hardware in einigen Fällen auch Hardware-Komponenten zur Beschleunigung der Spracherken-nung entwickelt5.

Zur Realisierung von Spracheingabe ist neben der Spracherkennungssoftware ein Mikrofon erforder-lich. Tragbare Mikrofone gibt es in großer Zahl auf dem Markt, häufig werden sie schon beim Erwerb der Software mitgeliefert. Sie sind dann in der Regel in ein Headset integriert, das neben dem Mikro-fon auch einen Lautsprecher bzw. ein Ohrhörer beinhaltet. Die dänische Firma NEXTLINK.TO bei-

1 Dieser schon von Anbeginn der Entwicklung der Computertechnologie an gehegt Wunsch zeigt sich z.B. im Begriff des „Dialogsystems“, das allerdings nur eingetippte Befehle akzeptierte, oder auch im Turing-Test, der als Dialog mit einem Computer gedacht war. 2 [Sus99], S. 124f 3 Lernout&Housepie hat 2000 Dragon aufgekauft und vertreibt seitdem Naturally Speaking. Seit Novembern 2001 gibt es Lernout&Housepie ebenfalls nicht mehr, der Teil der Firma, der Sprachverarbeitungsprodukte verkauft, wurde von der Firma ScanSoft, Inc. Übernommen. 4 Die Adressen der Firmen sind im Anhang zu finden. 5 z.B. der Navigator2 der Carnegie Mellon University, siehe [Bar01], S.678f

Technologien 177

spielsweise verkauft unter dem Namen BlueSpoon™ das weltweit kleinste Bluetooth™ Headset der Welt und unter dem Namen INVISIO™ das kleinste herkömmliche Headset. BlueSpoon™ wiegt 9,5g, ist 3,5 x 2,2 x 1,4 cm groß und hat eine Betriebszeit von 7-8 Std.

Headsets werden aber auch schon als Zusatzpaket für Mobiltelefone angeboten. Durch die Gewöh-nung an den Anblick von für sich allein redenden Menschen, die beispielsweise ihr Handy mit einem Headset benutzen, werden sich die bisher zu beobachtende Akzeptanzprobleme bei der Nutzung eines derartigen Equipments mit Sicherheit legen. Im Wearable Computing kann das Mikrofon u.U. in das HMD integriert werden; Designstudien z.B. von IBM oder von der Carnegie Mellon University (CMU)6 lassen erahnen, dass die Integration von entsprechender Elektronik in Schmuckstücke oder andere Accessoires sowohl durch das Mikrofon als auch andere Ein- und Ausgabe-Interface form-schön und funktional am Körper der BenutzerIn untergebracht werden können.

Spracherkennung – im engeren Sinne die Aufnahme und Erkennung gesprochener Wörter – und auch Sprachverstehen – die Erfassung der Bedeutung des gesprochenen Ausdrucks – sind als Eingabetech-nologie für das Wearable Computing überaus relevant, finden in die vorliegenden Studie aber weiter keinen Eingang, da dieses Thema bereits lange und intensiv beforscht wurde und genügend Publika-tionen sowohl zu wissenschaftlichen Lösungen als auch über kommerzielle Systeme verfügbar sind. Die drei im folgenden genannten Referenzen sollen hier als Hinweise genügen:

•

•

•

Das LILOG-Projekt zum Thema „Textverstehen“ wurde in der Zusammenarbeit von IBM Deutschland/Stuttgart mit den Universitäten Hamburg, Osnabrück, Saarbrücken, Stuttgart und Trier von 1986 bis 1991 durchgeführt. Abschlußbericht: Herzog, O.; Rollinger, C.R. (Ed): Text Understanding in LILOG: Integra-ting Computational Linguistics and Artificial Intelligence. Final Report on the IBM Germany LILOG-Project., Berlin, Heidelberg: Springer 1991.

Verbmobil7 war ein langfristig angelegtes Leitvorhaben (1993-2000) des Bundesministeri-ums für Bildung und Forschung (BMBF), zum Thema „Erkennung gesprochener Sprache“. Das entstandene Verbmobil-System erkennt gesprochene Spontansprache, analysiert die Eingabe, übersetzt sie in eine Fremdsprache, erzeugt einen Satz und spricht ihn aus. Abschlußbericht: Wahlster, W (Ed.): Verbmobil: Foundations of Speech-to-Speech Translation. Berlin et. al.: Springer, 2000

Eine ausführliche Übersicht, insbesondere hinsichtlich kommerziell verfügbarer Sprachverarbeitungssysteme bzw. Entwickler und Produkte gibt z.B.: Susen, A.: Spracherkennung: Kosten, Nutzen, Einsatzmöglichkeiten. Berlin, Offenbach: VDE-Verlag 1999.

Persönliche, nicht repräsentative Erfahrungsberichte besagen, dass das sogenannte „Command and Control“ bereits bei den meisten verfügbaren Produkten sprecherunabhängig und in sehr guter und robuster Qualität funktioniert, insbesondere bei einem stark eingeschränkten Kommandowortschatz und auch bei BenutzerInnen mit starkem Dialekt. Das Diktieren von Texten ist allerdings nach wie vor problematisch, besonders wenn der gesprochene Text außerhalb der Domäne der Erkennungs-software liegt. Insbesondere das Korrigieren ist dann sehr wenig komfortable.

Mobile, tragbare Tastaturen Tastaturen sind universelle, weit verbreitete und bekannte Eingabegeräte. Sie ermöglichen die Ein-gabe beliebiger Informationen in Textform sowie die Eingabe von Befehlen oder eine Menüauswahl. Herkömmliche Tastaturen sind jedoch für den mobilen Einsatz aufgrund ihrer physikalischen Eigen-schaften und des Erfordernisses einer Ablage ungeeignet, auch faltbare Tastaturen, die mittlerweile für PDAs und Smartphones zur Verfügung stehen, sind in der Regel für mobile Tätigkeiten nicht ein-setzbar. Entwicklungen gehen deshalb dahin, Tastaturen so zu gestalten, dass sie am Körper getragen oder am Arm befestigt und möglichst nur mit einer Hand bedient werden müssen. Im folgenden wer-

6 [wwwDesignCMU] 7 Eine ausführliche Beschreibung des Leitvorhabens ist zu finden unter [wwwVerbmobil]


den verschiedene Klassen mobiler Tastaturen unterschieden, für die dann im Anschluß beispielhaft einige Produkte bzw. Prototypen schematisch dargestellt werden.

Klassifikation

Eine wichtige Gruppe mobiler Tastaturen sind die Wearable Keyboards (auch arm mount micro key-boards genannt), die an einem Arm zu befestigen sind. Aufgrund ihrer physikalischen Abmessungen besitzen sie in der Regel nur eine eingeschränkte Anzahl von Tasten zur direkten Zeicheneingabe. Weitere Zeichen sind über Umschalt- und Mehrfachtastenbelegungen erreichbar. Die Miniaturisie-rung durch Reduzierung der Tastenanzahl führt hin bis zu Spezialtastaturen wie die des WSS 1000 der Firma Symbol. Abhängig davon, welche Art von Ausgabemedium eingesetzt wird, kann sogar ganz auf eine physikalische Tastatur verzichtet werden, ohne auf eine Texteingabe verzichten zu müs-sen. Dann nämlich, wenn als Display ein Touchscreen verwendet wird. Dieser drucksensitive Bild-schirm kann mittels einer virtuellen Tastatur (virtual keyboard) softwaretechnisch zu einer vollwerti-gen Tastatur werden. Die Bedienung erfolgt per Stift oder mit den Fingern. Virtuelle Tastaturen und Texteingabe mittels Stift sowie Handschrifterkennung kommen gerade im Mobile Computing zum Einsatz, insbesondere bei der Verwendung von PDAs. Virtuelle Tastaturen sowie Handschrifterken-nung können aber auch im Wearable Computing Einsatz finden, allerdings nicht in Verbindung mit einem Head-Mounted-Display, sondern zusammen mit einem drucksensitiven Arm-Mounted-Display. Bei der Verwendung derartiger Tastaturen, egal ob physikalisch oder virtuell, muss man mit einem, allerdings geringen Lernaufwand für die BenutzerIn rechnen. Handschrifterkennung erfordert noch weniger Lernaufwand, allerdings wurde noch nicht untersucht, ob die Verwendung von Handschrift tatsächlich schneller und effektiver ist als die Benutzung einer virtuellen Tastatur.

Eine weitere Klasse alternativer Tastaturen sind die so genannten Chording Keyboards, bei denen die Mehrfachbelegung von Tasten und damit die Reduzierung der Anzahl der Tasten bei gleichbleiben-den Eingaberepertoire oberstes Ziel ist. Jeweils eine Kombination gleichzeitig gedrückter Tasten (ein „Akkord“) entspricht der Eingabe eines Zeichens, zur Bedienung und zum Tragen dieses Eingabe-Devices wird in der Regel nur eine Hand benötigt, der andere Arm bleibt völlig uneingeschränkt. Vertreter sind hier z.B. der in vielen Wearable Computing-Anwendungen eingesetzte Twiddler der Firma Handykey Corporation, das DataEgg-System von E2Solutions oder das FingeRing-System von NTT – Human Interface Laboratories. Aus dem Bereich der Unterstützungstechnologien für behin-derte Menschen sind weitere Eingabegeräte dieser Klasse bekannt. Eine effiziente Benutzung, d.h. eine Bedienung ohne auf das Device schauen zu müssen, muss und kann erlernt werden, so wie das blinde Benutzen einer konventionellen Tastatur oder das „SMSsen“ auf einem Handy-Eingabefeld gelernt werden kann. Eine virtuose Handhabung ist Voraussetzung für einen erfolgreichen Einsatz. Ergonomische Untersuchungen stehen noch aus. Zu erwarten sind Ergebnisse, die besser ausfallen als bei Standard-Tastaturen, da die Körperhaltung während der Eingabe flexibler ist, weil das Eingabe-Device nicht an eine bestimmte Unterlage und damit an eine strenge Körperposition gebunden ist. Ein Vergleich mit den Problemen, die beim exzessiven „SMSen“ auf Handy-Tastaturen für den Daumen entstehen, wird wahrscheinlich auch zugunsten der Chording Keyboards ausfallen, da alle Finger der Hand beteiligt sind und ein Halten des Devices nicht erforderlich ist, da es z.B. mit einer Schlaufe an der Hand befestigt werden kann. Als Hinweis für die Marktrelevanz von Chording Keyboards kann gewertet werden, dass sie mittlerweile als Alternative zu faltbaren Tastaturen für Smartphones und PDAs angeboten werden.

Auch Datenhandschuhe, wie sie z.B. in Virtual Reality Environments eingesetzt werden, können ebenfalls als Tastaturen dienen, indem für jedes Zeichen eine Geste oder Pose der Hand festgelegt wird. In Form eines Handschuhs wurden aber auch noch verschiedene andere Varianten von Tastatu-ren entwickelt: An den Fingern und an der Handfläche des Handschuhs werden Tasten eingenäht, eine Kombination mehrerer Tastenberührungen erzeugt ein anderes Zeichen. Datenhandschuhe aus der VR-Bereich stehen auf dem Markt kommerziell zur Verfügung, sie sind allerdings relativ teuer und recht empfindlich. Die anderen genannten Alternativen existieren nur als Prototypen. Auch die Bedienung dieser Art von Tastatur muss gelernt werden, sie haben allerdings den Vorteil, wie schon die Chording Keyboards, dass sie zur expliziten Eingabe nur eine Hand erfordern, und dass die Text-eingabe durch eine geübte BenutzerIn sehr effizient sein kann, vergleichbar dem „blinden Maschine-schreiben“. Untersuchungen bzgl. der Ergonomie dieser Art der Texteingabe sind noch nicht erfolgt, auch nicht bzgl. ihrer Effizienz. Das liegt u.a. daran, dass Gestenerkennung nicht die Genauigkeit lie-

Technologien 179

fert, die eindeutige Tasteneingaben oder die mittlerweile sehr exakte Handschrifterkennung leisten. Datenhandschuhe können aber nicht nur als Tastaturersatz verwendet werden, sie haben weitere Einsatzmöglichkeiten. Beispielsweise können sie als Zeigemedium verwendet werden, was u.a. ihr ursprünglicher Zweck als Equipment in der VR-Welt war.

Produktbeispiele Wearable und Virtual Keyboards

XyberKey™


Adresse http://www.xybernaut.com

Beschreibung Eine am Unterarm tragbare vollwertige Tastatur für den Mobile Assistant IV und V von Xybernaut.

Spezifikation Wearable-Tastatur

System Qwerty

Tastenanzahl 40-60

Benutzung am Unterarm getragen, mit der anderen Hand zu bedienen

explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen

Bestandteile

Größe 149 x 67 x 13 mm

Gewicht 200 g



USB

PS/2

Systemvoraus-setzungen


Sonstiges

Besonderheiten Hintergrundbeleuchtung

Referenzen


http://www.sanpo.t.u-tokyo.ac.jp/~jani/yak/doc/yak-2/design.html

Datum gesehen: Oktober 2001

http://www.xybernaut.com/




Arm Mount Mirco Keyboard


Adresse http://http://www.ivpgi.com

Beschreibung Das PGI Arm Mount Micro Keyboard ist eine robuste und abgedichtete vollwertige Tastatur, die am Unterarm befestigt wird.


System Qwerty

Tastenanzahl 59



Bestandteile

Größe

Gewicht Weniger als 170 g



PS/2



Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://http://www.ivpgi.com/Accesory.htm



http://www.ivpgi.com/Accesory.htm

Technologien 181

WristPC Keyboard

Firma L3 Systems

Adresse http://www.l3sys.com

Beschreibung Das WristPC Keyboard ist eine Tastatur, die für Wearable Computer entwickelt wurde. Sie ist komplett versiegelt und ermöglicht so einen Einsatz im Freien und unter rauhen Umweltbedingungen..


System Qwerty

Tastenanzahl 39



Bestandteile

Größe 14,86 x 6.66 x 1,32 cm

Gewicht Aluminum: 255,15 g mit Kabel (205.53 g ohne Kabel)

ABS Plastic: 163 g mit Kabel (113,4 g ohne Kabel)


5V DC, 7-420 mA (mit/ohne Hintergrundbeleuchtung)


PS/2

USB



Sonstiges

Besonderheiten Hintergrundbeleuchtung (regulierbar)

regenbeständig

Referenzen

Quelle ftp://ftp.l3sys.com/pub/wristpc.pdf


http://www.l3sys.com/

ftp://ftp.l3sys.com/pub/wristpc.pdf


Half Keyboard

Firma Matias Corporation

Adresse http://www.halfkeyboard.com/

Beschreibung Das Half Keyboard ist für die Benutzung mit einer Hand (der linken) ausgelegt, um die rechte Hand für andere Arbeiten freizuhalten. Die einzelnen Tasten haben eine Doppelbelegung (z.B. „w“ und „o“ teilen sich eine Taste). Die zweite Tastenbelegung wird mit der Space-Taste angesprochen (im Prinzip agiert die Space-Taste als Shift-Taste).

Spezifikation reduzierte Tastatur

System

Tastenanzahl 22

Benutzung Befestigung am rechten Arm, Bedienung mit der linken Hand


Bestandteile

Größe 15,0 x 8,2 x 1,5 cm

Gewicht



PC (USB , PS/2)

Macintosh (USB)

Palm III – V, m100, m105

HandEra

TRGpro

IBM WorkPad c3

Handspring Visor, Visor Deluxe, Platinum, Prism, Neo, Visor Pro



Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.halfkeyboard.com/products/hkbinfo.html


http://www/

http://www.halfkeyboard.com/products/hkbinfo.html

Technologien 183

Fitaly One-Finger Keyboard

Firma Textware Solutions

Adresse http://www.twsolutions.com

Beschreibung Das Fitaly One-Finger Keyboard ist keine physikalische Tastatur, sondern eine so genannte Onscreen-Tastatur, welche für die Eingabe per Touchscreen oder Stift optimiert ist. Die Anordnung der einzelnen Tasten ist so angelegt, dass eine zügige Eingabe per Finger (oder ggf. per Stift) ermöglicht wird.

Spezifikation Onscreen-Tastatur

System Software

Tastenanzahl

Benutzung mit Finger / Stift auf einem drucksensitiven Bildschirm zu benutzen, z.B. auf einem Unterarmdisplay mit der anderen Hand oder auf einem HMD per Eye-Tracking


Bestandteile

Größe

Gewicht




Windows 3.1, 3.11,Windows 95/98/NT/2000

Newton OS 2.0 oder höher

Windows CE 2, CE 3 und höher

Palm OS Version 2 und 3 und höher


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.twsolutions.com/fitaly/fitaly.htm


http://www.twsolutions.com/

http://www.twsolutions.com/fitaly/fitaly.htm


Produktbeispiele Chording Keyboards

FingeRing

Firma NTT Human Interface Laboratories

Adresse http://www.ntt.co.jp/index_e.html

Beschreibung Der FingeRing besteht aus 5 Ringen, die an den 5 Fingern einer Hand getragen werden. Wenn die BenutzerIn mit ihren Fingerspitzen eine Unterlage (z.B. ein Tisch oder auch das Knie) berührt, wird dies registriert. Mittels chording kann die BenutzerIn den FingeRing zur Eingabe von Text verwenden.

Spezifikation Einhand-Tastatur

System Chording

Tastenanzahl 5 Ringe

Benutzung an einer Hand (an allen 5 Finger) zu tragen, minimale Unterlage erforderlich


Bestandteile

Größe

Gewicht





Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.acm.org/sigs/sigchi/chi97/proceedings/paper/fkm.htm


http://www.ntt.co.jp/index_e.html

http://www.acm.org/sigs/sigchi/chi97/proceedings/paper/fkm.htm

Technologien 185

Twiddler2

Firma Handykey Corporation

Adresse http://www.handykey.com

Beschreibung Der Twiddler2 ist ein Mauszeiger sowie eine vollwertige Tastatur. Sie wird mit einer Hand bedient und ist für Rechts- sowie Linkshänder angepasst.

Der Twiddler2 wird an zwei PS/2 Ports angeschlossen (Maus/Tastatur) und kann somit an jedem Computer verwendet werden, der über einen Standard PS/2 Maus- und Tastaturanschluss verfügt.

Maus: Der Twiddler2-Mauszeiger ist der IBM Trackpoint. Wenn der Mouse-Pointer mit dem Daumen bedient wird, kontrollieren die Finger die Klickfunktionen.

Keyboard: Die Tastatur ist ein Keypad und ausgerichtet für „chord keying“: jede Tastenkombination (eine oder mehrere Tasten gleichzeitig) erzeugt einen eindeutigen Buchstaben oder Befehl. Sie besteht aus 12 Finger- und 6 Daumentasten und kann eine herkömmliche 101 Tastentastatur emulieren.

Spezifikation Einhand-Tastatur mit integrierter Zeige-Funktion

System Chording

Tastenanzahl 12 Fingertasten

6 Daumentasten

Benutzung links/rechts mit einer Hand tragbar und benutzbar, die Position der Hand ist dabei beliebig


Bestandteile

Größe 14 x 4 x 4 cm

Gewicht 165 g



Standard PS/2 Tastatur

Standard PS/2 Maus


für die Programmierung des Twiddler2 per Software: Win 98, 16 MB Ram, 2 MB HDD, Pentium


Sonstiges Mit dem Optionalen „Happy Hacking Cradle“ kann der Twiddler2 auch als Eingabegerät für den PALM PILOT verwendet werden

Besonderheiten Durch beide PS/2-Anschlüsse (Maus/Tastatur) werden jeweils die Maus- und Tastatursignale durchgeleitet, somit besteht die Möglichkeit, beides über einen PS/2 Steckplatz zu verwenden (wenn die Gegenstelle dies unterstützt).

Referenzen

Quelle http://www.handykey.com/site/features.html


Datum gesehen: Juli 2001

http://www.handykey.com/

http://www.handykey.com/site/features.html



BAT Personal Keyboard

Firma Infogrip Inc.

Adresse http://www.infogrip.com

Beschreibung Das BAT Personal Keyboard ist ein ergonomisches und einhändig zu bedienendes Eingabegerät. Es ist imstande, alle Funktionen einer herkömmlichen Tastatur bereitzustellen (und darüber hinaus). Dazu dienen 7 Tasten, wobei 3 mit dem Daumen und die restlichen mit den Fingern bedient werden. Durch Tastaturkombinationen (engl. Chord) werden Zeichen oder Befehle an den Rechner gesendet. Es besteht auch die Möglichkeit, Makros zu erstellen (um z.B. gleich ein ganzes Wort zu „schreiben“).


System Chording

Tastenanzahl 7 (3 Daumen- und 4 Fingertasten)

Benutzung mit einer Hand auf einer festen Unterlage


Bestandteile

Größe

Gewicht



PS/2, USB für PC

ADB, USB für Macintosh (Treiber werden benötigt)



Sonstiges z.B. auch mit einem PALM PILOT verwendbar

erhältlich als Dual-, Links- und Rechtshänder Version

die PC-Version enthält einen Lithium-Ionen Akku für den Erhalt der Makros

Besonderheiten ist für die Benutzung körperlich Behinderter ausgelegt

Referenzen

Quelle http://www.infogrip.com/bat_kybd_details.asp

http://www.infogrip.com/docs/BATPCMan.pdf


http://www.infogrip.com/

http://www.infogrip.com/bat_kybd_details.asp

http://www.infogrip.com/docs/BATPCMan.pdf

Technologien 187

The Minimal Motion Computer Access System

Firma Equal Access Computer Technology Inc.

Adresse http://www.rit.edu/~easi/index.html

Beschreibung Ein Chording-Eingabegerät, das in einer Einhand- und einer Zweihandversion entwickelt wurde.

Spezifikation Ein- oder Zweihand-Tastatur

System Chording

Tastenanzahl Einhand-Version: 4 Fingertasten oder 4 Fingertasten und 3 Daumentasten

Zweihand-Version: 32 Tasten

Benutzung mit der Hand (eine oder zwei) auf einer festen Unterlage zu benutzen


Bestandteile

Größe

Gewicht



kompatibel mit dem BAT von Infogrip


MS DOS

Verfügbarkeit unbekannt

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.tifaq.org/keyboards/other-keyboards.html#Equal Access Computer Technology


http://www.rit.edu/~easi/index.html

http://www/


DataEgg

Firma E2Solutions

Adresse http://www.e2solutions.com

Beschreibung Das DataEgg ist ein abgerundetes Eingabegerät, das in eine Hand passt. Es ersetzt durch chording eine herkömmliche Tastatur. Es hat ein 2-zeiliges LCD-Display.


System Chording

Tastenanzahl 6 Fingertasten, 3 Daumentasten

Benutzung einhändig und mit beliebiger Handposition zu benutzen


Bestandteile

Größe

Gewicht



seriell



Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.tifaq.com/keyboards/under-development.html


http://www.e2solutions.com/

http://www.tifaq.com/keyboards/under-development.html

Technologien 189

Octima

Firma Ergoplic Keyboards Ldt.

Adresse

Beschreibung Octima ist eine Chording-Tastatur, die aus 8 Tasten besteht. Sie wird mit einer Hand bedient und kann eine herkömmliche Tastatur ersetzen.


System Chording

Tastenanzahl 8

Benutzung einhändig zu benutzen, eine feste Unterlage ist erforderlich


Bestandteile

Größe

Gewicht




Verfügbarkeit wird nicht mehr produziert

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.billbuxton.com/InputSources.html#anchor669460


http://www.billbuxton.com/InputSources.html


Produktbeispiele Datenhandschuhe

KeyGlove

Firma wirejunkie

Adresse http://www.wirejunkie.com

Beschreibung Der KeyGlove ist ein Handschuh mit mehreren Tasten und dient als Tastatureingabegerät für Wearable Computer. Die Tasten sind so auf der Oberfläche des Handschuhes angebracht, dass sie mit den einzelnen Fingern und dem Daumen erreichbar sind. Es sind z.B. welche in der Handfläche, am Daumen und am Zeigefinger angebracht. Einem (Tastatur-) Tastendruck entspricht immer das gegeneinander drücken von 2 Tasten: z.B. die Taste an der Daumenspitze und die Taste an der Mittelfingerspitze ergeben zusammengedrückt ein „f“, die Taste am Ringfingernagel plus die Taste an der Handflächenmitte ergeben eine „7“ usw. .

Spezifikation Gesten-Keyboard

System Datenhandschuh

Tastenanzahl

Benutzung links oder rechts mit einer Hand tragbar und benutzbar, die Position der Hand ist dabei beliebig, die Hand kann kaum für anderes benutzt werden


Bestandteile

Größe

Gewicht




Verfügbarkeit Bauanleitung

Sonstiges

Besonderheiten Selbstbau aus den Bestandteilen einer auseinander genommenen Tastatur, Verbesserung des Key-Glove von http://www.eyetap.org

Referenzen

Quelle http://www.wirejunkie.com/resources/wearable/keyglove/


http://www.wirejunkie.com/

http://www.eyetap.org/

http://www.wirejunkie.com/resources/wearable/keyglove/

Technologien 191

Key-Glove

Firma

Adresse

Beschreibung Der Key-Glove ist Handschuh und dient zur Eingabe. Es sind Tasten auf den Innenseiten der einzelnen Finger angereiht. Eine Kombination aus zwei Tasten entspricht einer Tastaturtaste, z.B. ein „a“, „b“ usw.



Tastenanzahl

Benutzung links oder rechts mit einer Hand tragbar und benutzbar, die Position der Hand ist dabei beliebig, die Hand kann kaum für anderes benutzt werden


Bestandteile

Größe

Gewicht




Verfügbarkeit Selbstbauanleitung

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.eyetap.org/wearable/keyglove.html


http://www.eyetap.org/wearable/keyglove.html


Lightglove

Firma Lightglove

Adresse http://www.lightglove.com

Beschreibung Der Lightglove besteht aus einer LED-Scanner/Receiver-Sensoreinheit, die mittels eines Armbandes unterhalb des Handgelenkes getragen wird. Wenn die BenutzerIn z.B. auf einer Tischplatte, oder auch in der Luft, mit den Fingern „tippt“, erkennt der Sensor die „Tipp-Bewegungen“ anhand der Reflektionen und interpretiert dies als Tastenklick. Mittels „chording“ kann der Lightglove auch als Tastaturersatz verwendet werden.


System Chording

Tastenanzahl

Benutzung links oder rechts mit einer Hand tragbar und benutzbar, die Position des Arms und der Hand ist dabei weitgehend beliebig, die Hand kann in beschränktem Maße für anderes benutzt werden


Bestandteile Sensoreinheit

Basisstation

Größe

Gewicht


1 AA Batterie (für 12 Stunden aktiven Gebrauch)


IBM PS/2



Sonstiges Die Sensoreinheit überträgt per Infrarot die Signale an eine Basisstation, die per IBM PS/2 an einen Rechner angeschlossen werden kann.

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.lightglove.com/infofr.htm

http://www.lightglove.com/technicalfr.htm


http://www.lightglove.com/

http://www.lightglove.com/infofr.htm

http://www.lightglove.com/technicalfr.htm

Technologien 193

Acceleration Sensing Glove (virtual keyboard)

Universität University of California, Berkeley

Adresse http://www.berkeley.edu

Beschreibung Der Acceleration Sensing Glove ist ein Handschuh mit 5 Beschleunigungssensoren an jedem Finger plus 6 am Handrücken. Die Sensoren sind mit einem Mikrocontroller verbunden und werden dort in digitale Signale umgewandelt. Jede Gestik der Hand kann somit erfasst und auch zum Bedienen eines Computers verwendet werden (z.B. könnte die BenutzerIn einfach die Bewegungen imitieren, die bei einer Verwendung einer Maus auftreten).

Spezifikation Gesten-Eingabe


Tastenanzahl

Benutzung Benutzung mit einer Hand, keine Unterlage erforderlich, die Hand kann aber kaum anders eingesetzt werden

implizite und explizite Eingaben möglich, z.B. Zeigen, Navigieren oder Menüauswahl, aber auch Texteingabe per Handgesten sowie implizit die Erfassung der Handposition

Bestandteile

Größe

Gewicht



seriell



Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://bsac.eecs.berkeley.edu/~shollar/fingeracc/fingeracc.html

http://bsac.eecs.berkeley.edu/~shollar/fingeracc/iswc.pdf


http://www.berkeley.edu/

http://bsac.eecs.berkeley.edu/~shollar/fingeracc/fingeracc.html

http://bsac.eecs.berkeley.edu/~shollar/fingeracc/iswc.pdf


5DT Data Glove

Firma 5DT Inc.

Adresse http://www.5dt.com

Beschreibung Der 5DT Data Glove ist ein Datenhandschuh, der anhand der Fingerbiegungen, der Längsneigung und der Drehbewegungen des Handschuhes eine Maus oder einen Joystick emulieren kann. Die ermittelten Daten werden per Funk an die Basisstation gesendet.

Spezifikation drahtloses Zeigegerät


Tastenanzahl

Benutzung Benutzung mit einer Hand, keine Unterlage erforderlich, die Hand kann aber kaum anders eingesetzt werden

implizite und explizite Eingaben möglich, z.B. Zeigen, Navigieren oder Menüauswahl, aber auch Texteingabe per Handgesten sowie implizit die Erfassung der Handposition

Bestandteile Basisstation

Handschuh

Größe

Gewicht


7,5V DC

150 mA


RS 232


Windows 95 / 98 / NT 2000, Linux oder Unix


Sonstiges

Besonderheiten Es können 4 5DT Data Glove gleichzeitig verwendet werden, ohne dass sie sich gegenseitig stören.

Referenzen

Quelle http://www.5dt.com/downloads/MediaReleaseSiggraph2001.pdf


http://www.5dt.com/

http://www.5dt.com/downloads/MediaReleaseSiggraph2001.pdf

Technologien 195

Drahtlose Zeigemedien und Navigationskomponenten Die Interaktion zwischen der BenutzerIn und ihrem mobilen, tragbaren Computersystem muss sich nicht notwendigerweise auf die Eingabe von Texten beschränken. Im Gegenteil, in vielen Anwen-dungssituationen wird nicht die Eingabe von Text gebraucht, sondern eine einfache, intuitive und schnelle Möglichkeit, innerhalb eines vorhandenen Informationssystems zu navigieren, die Auswahl aus einem Menü zu kennzeichnen und zu aktivieren oder auch nur, um elektronisch eine Funk-tion/Aktion auszulösen. Zu denken ist hier z.B. an den mobilen Einsatz von multimedial aufbereiteten Reparaturanleitungen oder an eine mobile Inspektionscheckliste sowie an digitale technische Zeich-nungen oder Karten. Für diese Zwecke reicht es vollkommen aus, einen mobilen, drahtlosen Maus-ersatz zur Verfügung zu haben. Im folgenden werden einige derartige Eingabegeräte vorgestellt. Der Twiddler, der im vorangegangenen Abschnitt als Chording Keyboard vorgestellt wurde, verfügt über eine integrierte Zeigefunktion, so dass er an dieser Stelle als all-in-one-Eingabegerät genannt werden muss.

Produktbeispiele drahtloser Zeigemedien

Beschleunigungsmaus

Firma Fraunhofer-Technologie-Entwicklungsgruppe TEG

Adresse http://www.teg.fraunhofer.de

Beschreibung Die Beschleunigungsmaus ist mit zwei Beschleunigungssensoren ausgestattet. Mit Hilfe dieser Sensoren wird die Bewegung wahrgenommen und als Mausbewegung interpretiert. Sie hat gegenüber konventionellen Mäusen einen geringeren Stromverbrauch, keinen Verschleiß und ist absolut unabhängig von der verwendeten Unterlage. Eine kabellose Variante in Form einer Fingermaus ist in der Entwicklung.

Spezifikation alternatives Zeige-Device

System

Tastenanzahl 2

Benutzung an Hand/Finger zu tragen, beeinträchtigt die Freiheit der Hand kaum, ohne Unterlage benutzbar,

z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü

Bestandteile

Größe

Gewicht


Referenzen

Quelle http://www.fraunhofer.de/german/press/md/md2001/md09-2001_t4-teg.pdf


http://www.teg.fraunhofer.de/

http://www.fraunhofer.de/german/press/md/md2001/md09-2001_t4-teg.pdf

196 Kapitel – Explizite Eingabe

FreeD

Firma Pegasus Technologies Ltd.

Adresse http://www.pegatech.com

Beschreibung FreeD ist ein 3D-Eingabegerät in der Form eines Joysticks. Es ist kompatibel zu einer herkömmlichen Maus, hat aber noch die Eigenschaft, die dritte Dimension zu erfassen. Die drahtlose Verbindung erfolgt per Ultraschall.

Der Kopf des Joysticks kann auch aus der Halterung herausgenommen werden, so dass die BenutzerIn den volle funktionsfähigen Sensor inkl. Beider Tasten auf Finger trägt (siehe RingMouse).

Spezifikation freihändiges, drahtloses Zeige-Device

System

Tastenanzahl zwei

Benutzung mit einer Hand und ohne Unterlage benutzbar,


Bestandteile Ultraschallempfänger

Ultraschallsender in Form eines Joysticks

Größe

Gewicht



serielle


Dos, Windows 3.11, Windows 95


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.pegatech.com/free_d_dwn.html


http://www.pegatech.com/

http://www.pegatech.com/free_d_dwn.html

Kapitel – Explizite Eingabe 197

RingMouse

Firma Pegasus Technologies Ltd.

Adresse http://www.pegatech.com

Beschreibung Die RingMouse ist ein 3D-Eingabegerät, welches drahtlos am Zeigefinger getragen wird. Es ist kompatibel zu einer herkömmlichen Maus, hat aber noch die Eigenschaft, die dritte Dimension zu erfassen. Mit der Hilfe von Ultraschall und einem entsprechenden Ultraschallempfänger wird dies ermöglicht.

Spezifikation drahtloses Zeige-Device

System

Tastenanzahl 2

Benutzung am Zeigefinger einer Hand befestigt, beeinträchtigt die Freiheit der Hand kaum, ohne Unterlage benutzbar,


Bestandteile Ultraschallempfänger

am Finger zu befestigender Ultraschallsender mit zwei Schaltern

Größe

Gewicht


Batterie: CR1620

hält 1 Jahr bei einem normalen Gebrauch


serielle (RS-232C)


Dos, Windows 3.11, Windows 95


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.pegatech.com/free_d_dwn.html

http://www.worklink.net/ringmouse.html


http://www.pegatech.com/

http://www.pegatech.com/free_d_dwn.html

http://www.worklink.net/ringmouse.html


CatEye FinRing

Firma Luckytech Technology Co., Ltd.

Adresse http://www.luckytech.com.tw

Beschreibung Der CatEye FinRing ist ein von der BenutzerIn als Ring zu tragendes Zeigegerät, das entweder als herkömmliche oder als 3D-Maus dient. Durch Kippen des Handgelenkes registriert die Maus die Bewegungen und sendet diese per Funk an die Empfängerstation, die wiederum per USB mit dem Computer verbunden ist.

Spezifikation drahtloses Zeige-Device, auch 3D

System Fingerring

Tastenanzahl 2

Benutzung am Zeigefinger einer Hand befestigt, beeinträchtigt die Freiheit der Hand kaum, ohne Unterlage benutzbar,


Bestandteile Basisstation

ringförmiger Sender

Größe

Gewicht


Basis: USB Maus: 2 x 1.5V Alkaline LR44, 3V Betriebsspannung, Betriebsstrom: <1 mA, 100 Std. kontinuierliche Benutzung


USB


Windows


Sonstiges

Besonderheiten Aktionsradius 10-15 m

Taste an der Fingermaus, um die Neutralstellung zu kalibrieren.

Referenzen

Quelle ct, Heise Verlag, Ausgabe 7/2000, Seite 79

http://www.bosswave.com/mouse/finring/index.shtml


http://www.luckytech.com.tw/

http://www.bosswave.com/mouse/finring/index.shtml


GestureWrist

Firma Sony

Adresse http://www.sony.de

Beschreibung Sony´s GestureWrist hat die Form einer Armbanduhr und ist ein Mauszeiger. Die Bewegungen werden einmal per Muskelbewegungen im Armband registriert und zum anderen anhand von Beschleunigungssensoren. Die GestureWrist sendet ihre Signale an das sog. GesturePad, das die BenutzerIn irgendwo am Körper tragen muss. Diese Einheit sendet dann ihrerseits die Signale an den Computer.

Spezifikation drahtloses Zeige-Device

System Armband

Tastenanzahl

Benutzung am Handgelenk einer Hand zu tragen, die Hand wird nicht weiter beeinträchtigt, ohne Unterlage benutzbar,


Bestandteile GestureWrist, GesturePad

Größe

Gewicht





Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.csl.sony.co.jp/person/rekimoto/papers/iswc01.pdf

http://www.csl.sony.co.jp/person/rekimoto/gwrist/


http://www.sony.de/

http://www.csl.sony.co.jp/person/rekimoto/papers/iswc01.pdf

http://www.csl.sony.co.jp/person/rekimoto/gwrist/


GyroMouse (Pro / Presenter)

Firma Gyration

Adresse http://www.gyration.com

Beschreibung Die GyroMouse ist eine funkgesteuerte Maus, die auf einer üblichen Unterlage oder in der Luft verwendet werden kann. Wenn die Maus auf einer Unterlage verwendet wird, werden die Steuerungssignale über eine normale Mauskugel erzeugt. Für den Einsatz in der Luft werden sie mittels eines Gyroskops erzeugt. Der Benutzer steuert dann mit seinen Handgelenkbewegungen den Mauszeiger. Sie verfügt über drei Tasten (linke und rechte Maustaste, Aktivierungstaste).


System

Tastenanzahl 3

Benutzung mit rechter oder linker Hand, mit oder ohne Unterlage benutzbar,


Bestandteile GyroMouse plus Basisstation

Größe Maus: 12,95 x 5,59 x 4,32 cm

Basis: 13,97 x 6,6 x 6,86 cm

Gewicht Maus: 155,92 g, Basis: 170,1 g



IBM PS/2, PC/AT und kompatibel

PS/2 Mouse Port oder DB-9 serial port


MS-DOS 3.x oder neuer, Windows 3.1, 95, 98, 2000, ME und NT

Microsoft, Logitech oder kompatible Treiber

MacOS 8 und höher (mit optionalem USB-Adapter)

Reichweite (Maus -> Basis):

- Presenter: 30,48 m

- Pro: 9,14 m


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.gyration.com/kore/catalog/products/gyro-pro/content.html


http://www.gyration.com/

http://www.gyration.com/kore/catalog/products/gyro-presenter/content.html


GyroPoint Pro II AV

Firma iXMICRO

Adresse http://www.ixmicro.com

Beschreibung Im Prinzip ist der GyroPointer von seiner Funktionalität her eine Maus, die allerdings ihren Einsatz in der Luft hat. Die Handgelenkbewegungen der BenutzerIn werden mittels gyroskopischer Sensoren registriert und per Funk an die Empfängerstation gesendet, die wiederum per PS/2 an den Computer angeschlossen ist.


System

Tastenanzahl

Benutzung mit rechter oder linker Hand, mit oder ohne Unterlage benutzbar,


Bestandteile Sensor mit Empfängerstation

Größe

Gewicht



PS/2


Verfügbarkeit Das Geschäft wurde mittlerweile aufgegeben.

Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle PC Today Archive, June 1998• Vol.12 Issue 6, GyroPoint Pro II AV: http://www.smartcomputing.com/editorial/article.asp?article=articles%2Fpctoday%2Fhardware%2F980619%2Ehtml


http://www.ixmicro.com/

http://www.smartcomputing.com/editorial/article.asp?article=articles%2Fpctoday%2Fhardware%2F980619%2Ehtml

http://www.smartcomputing.com/editorial/article.asp?article=articles%2Fpctoday%2Fhardware%2F980619%2Ehtml


Spezialisierte Eingabemedien Die bisher vorgestellten Eingabe-Devices können mehr oder weniger als mobile Varianten der aus Desktop und Mobile Computing bekannten Eingabemedien Tastatur und Maus aufgefasst werden. Für den Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme zur Unterstützung mobiler Tätigkeiten jenseits der Schreibtischarbeit ist es jedoch erforderlich, neue Wege zu beschreiten und neue, innovative Eingabe-Devices zu entwickeln. Eine Möglichkeit ist beispielsweise, Eingabemedien für bestimmte einge-schränkte Anwendungsfälle zu kreieren, die auf diese spezialisiert und in diese Richtung optimiert sind und damit eine allgemeine Einsetzbarkeit verlieren. Das Design anwendungsspezifischer Einga-bemedien ist ein interdisziplinärer Prozess, der nur in enger Zusammenarbeit mit den AnwenderInnen und den potenziellen BenutzerInnen erfolgen sollte. Dieser Weg scheint auch für Wearable Compu-ting zukunftsweisend zu sein. Hinsichtlich der Akzeptanz durch die BenutzerInnen haben erste parti-zipative Hardwareentwicklungsprojekte gezeigt, dass dieses Vorgehen entscheidende Vorteile bietet8.

Im folgenden werden einige wenige Eingabemedien vorgestellt, die jeweils auf eine spezielle Auf-gabe hin optimiert wurden. Ihre bestechende Schlichtheit bei höchster Funktionserfüllung regen dazu an, über den Widerstreit zwischen all-in-one-Geräten und spezialisierten Lösungen hinsichtlich der Entwicklung von Geräten für das Wearable Computing noch einmal neu nachzudenken. Sie dienen auch der Motivation, für andere konkrete Anwendungsfälle innovative Ideen zu ersinnen und sie zu realisieren. Hier ist das Potenzial noch lange nicht ausgeschöpft. Darüber hinaus stehen auch hier eine Evaluation und Felduntersuchungen aus, um Aufschluß zu geben über Chancen und Risiken dieser „einhändigen“ und möglichst „beiläufigen“ Eingabetechnologien.

Vorgestellt werden ein hybrides Schreibwerkzeug, zwei verschiedene Umsetzungen für die Handha-bung von Checklisten, die hochspezialisierte Eingabeschnittstelle des Wearable Scanning Systems (WSS) von Symbol, dem bisher am erfolgreichsten kommerziell eingesetzten Wearable Computer, sowie zwei Eingabe-Devices für den Einsatz unter Wasser. Im anschließenden Abschnitt wird es dann um Sensoren gehen, um Eingabekomponenten also, die die expliziten BenutzerInnen-Eingaben deut-lich zu reduzieren helfen und gerade mit spezialisierten Eingabemedien in engem Zusammenhang stehen, da diese Funktionalität von Sensoren bereits integrieren, wie das Beispiel „Winspect-Hand-schuh“ zeigt.

8 [Bas97],[Fin96], [Sma97], [Sma99]

Produktbeispiele spezialisierter Eingabemedien

Winspect-Handschuh

Institut Technologie-Zentrum Informatik der Universität Bremen

Adresse http://www.tzi.de

http://www/

Technologien 203 Beschreibung Der Winspect-Handschuh ist auf die speziellen Anforderungen des Winspect-

Prototyps – eines Wearable Computing Systems für den Einsatz in der Inspektion von Industriekränen – ausgerichtet. Es handelt sich um einen handelsüblichen Arbeitshandschuh aus Leder in den in Handarbeit Sensoren eingearbeitet wurden, die beim normalen Arbeiten mit dem Handschuh nicht stören sollen.

An Mittel-, Ring- und kleinen Finger des Handschuhs sind Reed-Kontakte eingenäht, die mit einem Magneten am Daumen ausgelöst werden können. An der Handkante befindet sich die Antenne eines RFID-Scanners mit dem RFID-Tags eingelesen werden, die an relevanten Objekten angebracht sind. Zur Navigation einer Auswahllisten befindet sich ein Neigungssensor am Handgelenk, dieser erfasst die Drehung der Hand. Der ausgewählte Eintrag kann mit einem der oben erwähnten Taster aktiviert werden.Um eine digitale Dokumentation bequem zu navigieren, ist am Handgelenk auch nochein Ultraschallsender in den Handschuh eingearbeitet, der die dreidimensionale Bestimmung der Position der Hand relativ zu einem in den Arbeitsanzug integrierten Empfänger durchführt.

Spezifikation multifunktionales Arbeitshandschuh-Eingabegerät

System integriert

Tastenanzahl 3 Tasten

Benutzung Der Prototyp wurde für die linke Hand gefertigt und wird als Handschuh getragen, die Hand bleibt ansonsten frei in ihrer Beweglichkeit,

einsetzbar z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü

Bestandteile Daten-Arbeitshandschuh mit Tasten, RFID-Scanner, Neidungssensor und Ultraschallsender

Ultraschallempfänger wird vor der Brust

Größe

Gewicht Das zusätzliche Gewicht ist geringfügig.



2 serielle; 2 PS/2 und 1 serielle für den Ultraschallempfänger



Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.tzi.de/wearable/DOCS/winspect.html

[Bor01]

Datum 1999-2002

http://www/


Digital Pen

Firma Anoto AB

Adresse http://www.anoto.com

Beschreibung Der Digital Pen von Anoto ist ein drahtloses Eingabe-Device das zwei Funktionen miteinander integriert: Das Schreiben auf Papier und die Dateneingabe. Zz wird es zur Eingabe von Texten verwendet, z.B. für SMS, Fax, PDA etc. Der Anoto-Pen vereinigt somit die analoge mit der digitalen Welt. Die Datenerfassung erfolgt per Infrarotsensor beim Schreiben und mittels drahtloser Übermittlung per Bluetooth an einen entsprechenden Empfänger, der seinerseits mit einem Computer verbunden ist.

Spezifikation Eingabestift

System Handschrifterkennung

Tastenanzahl

Benutzung wird wie ein Kugelschreiber mit einer Hand benutzt, eine feste Unterlage ist erforderlich


Bestandteile Elektronischer Stift mit echter Tinte

Bluetooth-Empfänger

Größe Füllhalter

Gewicht 45 g


Batterie oder Akku (Typ unbekannt)


Bluetooth


Verfügbarkeit Kommerziell voraussichtlich ab Anfang 2002

Sonstiges Der Digital Pen wurde in Kooperation mit Ericsson vorgestellt. Anoto ist ein Tochterunternehmen von C-Technology, der Firma, die den C-Pen, einen stift-förmigen Scanner mit OCR-Funktion etc. herstellt

Besonderheiten Der geschriebene Text wird sofort digitalisiert, steht aber auch traditionell auf Papier geschrieben zur Verfügung

Referenzen

Quelle http://www.anoto.com/technology/anotopen/

http://www.primeuser.com/product?7

Datum gesehen: Dezember 2001

http://www.anoto.com/

http://www.anoto.com/technology/anotopen/

http://www.primeuser.com/product?7

Technologien 205

Dial (VuMan-Projekt)



Beschreibung Der Dial wurde in einem mehrphasigen Designprozess explizit als Eingabedevice für Wearable Computer entwickelt. Er besteht aus 3 Button auf einer Art „Wählscheibe“. Konzipiert wurde das Device für die Auswahl aus einem Menü in Form einer Checkliste. Das Navigieren geschieht mittels der Wählscheibe. Aus der vorgegebenen Liste wird so ein Menüpunkt / Kommando selektiert und per Button ausgewählt, um in eine tiefere Ebene der Checkliste zu gelangen.

Spezifikation Checklisten-Auswahl

System integriert

Tastenanzahl 3

Benutzung am Körper getragen, mit rechter oder linker Hand zu bedienen, keine Unterlage erforderlich,

einsetzbar z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü

Bestandteile

Größe

Gewicht





Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.wearablegroup.org/interactiondesign/dialdesign/index.html

http://www.acm.org/sigchi/chi97/proceedings/paper/ljb1.htm



http://www.wearablegroup.org/interactiondesign/dialdesign/index.html

http://www.acm.org/sigchi/chi97/proceedings/paper/ljb1.htm


WSS 1000 / 1040 / 1060

Firma Symbol Technologies Inc.


Beschreibung Eine Membrantastatur mit 27 Tasten, die in die Computer-Hardware des Wearable Scanning Systems (WWS) von Symbol integriert ist.

Spezifikation reduzierte Tastatur

System integriert

Tastenanzahl 27

Benutzung am Unterarm und am Finger zu tragen, die Hand behält weitgehend ihre Bewegungsfreiheit (wenn die Tastatur benutzt wird, wird die zweite Hand benötigt),

Auslösen eines digitalen Lesevorgangs, aber auch zur Eingabe von Text und Steuerbefehlen einsetzbar.

Bestandteile Wearable Computer mit integrierter Tastatur und direkt angeschlossenem Handlaserscanner

Größe

Gewicht





Sonstiges integriert ins Computergehäuse

Besonderheiten Hintergrundbeleuchtung

Referenzen

Quelle ftp://symstore.longisland.com/symstore/pdf/ws104ger.pdf



ftp://symstore.longisland.com/symstore/pdf/ws104ger.pdf

Technologien 207

The Kord® Pad

Firma WetPC Pty Ltd


Beschreibung Das Kord Pad war ursprünglich für den „WetPC Underwater Computer“ des Institutes entwickelt worden. Es passt in eine Hand und benutzt 5 Buttons. Die Eingabe erfolgt über chording.

Spezifikation Unterwasser-Eingabegerät

System Chording

Tastenanzahl 5

Benutzung einhändig und mit beliebiger Handposition zu benutzen


Bestandteile


Gewicht 300 g



Keyboard

seriell

parallel



Sonstiges

Besonderheiten für den Unterwassergebrauch

Referenzen

Quelle http://wetpc.com.au/html/products/onehanded.htm




The Kord® Grip

Firma WetPC Pty Ltd


Beschreibung Der Kord Grip war ursprünglich für den „SeaSlate Underwater Computer“ entwickelt worden. Es passt in eine (rechte oder linke) Hand und benutzt 6 Buttons. Die Eingabe erfolgt über chording.

Spezifikation Unterwasser-Eingabegerät

System Chording

Tastenanzahl 6

Benutzung per Hand (links oder rechts)

Explizite Eingabe von Steuerbefehlen und Auslösen von Aktionen

Bestandteile

Größe 18,0 x 8,0 x 10,0 cm

Gewicht 800 g





Sonstiges

Besonderheiten für den Unterwassergebrauch

Referenzen

Quelle http://wetpc.com.au/html/products/mobile.htm

Datum gesehen: Dezember 2001


http://wetpc.com.au/html/products/mobile.htm

Technologien 209

Sensoren Wie eingangs bereits erwähnt, können Sensoren im mobilen Einsatz die explizite Eingaben der BenutzerIn erheblich reduzieren. Die Vielfalt potenziell mobil einsetzbarer Sensoren ist so groß, dass eine vollständige Darstellung an dieser Stelle nicht sinnvoll ist, denn eine Auswahl sollte immer anhand einer konkreten Anwendung erfolgen. Es bestimmen so viele einzelne Faktoren die Wahl eines geeigneten Sensors, dass in der vorliegenden Studie der Schwerpunkt auf die grundsätzlichen Eigenschaften und Charakteristika von Sensoren gelegt wird, präsentiert werden einige grundlegende Überlegungen zur Klassifikation. Als Produktbeispiele vorgestellt werden nur einige Sensoren, die auch zur expliziten Eingabe verwendet werden können: Tracking-Sensoren zur Erfassung der Kopf- bzw. Augenbewegung, und Biosensoren, die zur Steuerung von Computerprogrammen entwickelt werden bzw. wurden.

Implizite Eingabe

Sensoren spielen in der Automatisierungstechnik in ihrer Kombination mit Aktoren im Regelkreis eine außerordentliche Rolle, gehören sie doch neben der Computertechnologie zu den grundlegenden Komponenten der Automatisierung. Der Markt für Sensorik ist unüberschaubar groß, da Sensoren seit langer Zeit für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden, z.B. in der Fahrzeugtechnik, auch in industriellen Prozessen sind sie gang und gäbe. Im Desktop Computing sind Sensoren allerdings kaum zu finden, da in diesem Anwendungsbereich so gut wie keine impliziten Eingaben anfallen, alle anderen explizit eingegeben werden und eine Wahrnehmung der Umgebung in den seltensten Fällen eine Rolle spielt. Ausnahmen sind Kameras und Mikrofone, die im Desktop Computing eingesetzt werden. Allerdings fungieren sie hier nicht im engeren Sinne als Sensoren, da ihr Datenstrom nur aufgezeichnet und nicht ausgewertet wird.

Im Ubiquitous Computing wiederum sind Sensoren die zentrale Technologie, denn in diesem Para-digma gehört es zur grundlegenden Funktion der eingesetzten Computertechnologie, dass sie die Umgebung (technisch) wahrnimmt und aufgrund einer intensiven und insbesondere intelligenten Interpretation der erfassten Rohdaten agiert. Diese Eigenschaft eines Computersystems wird „aware-ness“ genannt, wobei sich dieses „bewusst-sein“ auf Verschiedenes beziehen kann, z.B. auf die geographische Position (location awareness), auf mehrere Faktoren der Umgebung (context aware-ness) oder auch auf ein komplexes Faktorengefüge, in das auch die Intentionen der BenutzerIn mit einbezogen wird (situation awareness).

Ähnliches gilt für Wearable Computing, allerdings kommt hier, im Gegensatz zur Automatisierungs-technik und zum Ubiquitous Computing, die Eigenschaft der Mobilität hinzu. Ist sie bei den explizi-ten Eingabe-Devices eine Anforderung an das Design, eine mobile Benutzung zu gewährleisten, so ist sie im Bereich Sensorik ein Angebot, das es zu nutzen gilt. Bradley Rhodes9 identifiziert deshalb als eine charakteristische Eigenschaft von Wearable Computern, dass sie über Sensoren zur Wahrneh-mung der physikalischen Umgebung verfügen. Im Desktop Computing würde eine solche Forderung wenig Sinn machen, da sich die Umgebung kaum ändert und so auch keine auswertbaren Daten zur Verfügung stellt. Doch die Bewegung eines mobilen tragbaren Computersystems durch Raum und Zeit stellt durch diese beständige Veränderung eine große Vielfalt von Daten zur Verfügung, die aus-gewertet werden können.

Klassifikation von Sensoren

Sensoren können in verschiedenen Dimensionen klassifiziert werden. Einmal kann man physikalische von logischen Sensoren unterscheiden, in einer anderen Ebene kann man sie nach der Ausrichtung ihres „Wahrnehmungsbereichs“ bzgl. der BenutzerIn einteilen. Wie eingangs erwähnt, sind manche Sensoren nur aufgrund des mobilen Einsatzes wichtig, andere werden eingesetzt, weil die spezifisch zu unterstützende Aufgabe ihren Einsatz erfordert. Im folgenden wird nur eine Unterscheidung

9 [Rho97]

210 Kapitel V: Eingabe zwischen physikalischen und logischen Sensoren vorgenommen und die Merkmale der möglichen Wahrnehmungsrichtungen erläutert.

Physikalische Sensoren nehmen direkt meßbare (kontinuierliche oder diskrete) Daten auf. Man kann sich eine Analogie zu den menschlichen Sinnesorganen vorstellen, doch technische Wahrnehmung geht weit über den menschlich wahrnehmbaren Bereich hinaus und muss deshalb nach der Erfassung transformiert werden. In diese Kategorie gehören u.a.

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Kameras zur Erfassung von Bildern und Bildfolgen als Analogon zum menschlichen Auge und Infrarot-Sensoren als Erweiterung des menschlichen Sehens

Mikrofone als Analogon zum menschlichen Ohr, die aber auch Frenquenzbereiche aufneh-men können, die dem menschlichen Sinnesorgan nicht zugänglich sind

Temperatur-, Druck- und andere taktile Sensoren entsprechen der menschlichen Haut

Gassensoren sind elektronische Nasen

Beschleunigungssensoren und ein Kompass sowie Radar- und Strahlungsmesser entspre-chen nicht direkt einem menschlichen Sinnesorgan, sondern sind technische „Wahrneh-mungsorgane“.

Logische Sensoren erfassen zwar auch Daten, messen sie jedoch nicht direkt, sondern benutzen andere Medien, z.B. bereits ausgewertete Sensoren (sensor fusion) und auch Ergebnisse anderer Computerprogramme, um ihre Daten zu „messen“. In diese Kategorie gehören u.a.

Sensoren zur Bestimmung der Position, der Orientierung oder der Blickrichtung der BenutzerIn werden in der Regel als Tracking-Systeme bezeichnet. Hier lässt sich die Sensorik nach ihrer Reichweite, dem entsprechenden Referenzsystem und ihrer Genauig-keit unterscheiden. Positionsbestimmung erfolgt per Funk, Infrarot, Trägheitsnavigation oder Ultraschall. Bei der Lokalisierung wird zwischen Outdoor- und Indoor-Navigation unterschieden.

Im Outdoor-Bereich kommen z.B. die bekannten GPS-Empfänger (global positioning sys-tem) zum Einsatz. Dabei ist es enorm wichtig, wer die Informationen über den Aufenthalts-ort der BenutzerIn erhält, d.h. ob die BenutzerIn selbst mittels eines in ihr mobiles, tragba-res Computersystem integrierten Sensors ihren Standort bestimmt oder ob ein externes System sie ortet (und ihr oder anderen die Koordinaten „mitteilt“).

Für den Indoor-Bereich werden relativ genaue elektromagnetische, akustische und optische Trackingsysteme eingesetzt, die vorher schon integraler Bestandteil von Virtual Reality Environments waren.

Sensoren zur (berührungslosen) Objektidentifikation

Zeitmessung

Ein anderes Kriterium zur Klassifizierung von Sensoren kann aber auch die Richtung sein, aus der die verwendeten Sensoren ihre Daten beziehen, d.h., wie der Sensor eingesetzt wird und mit welcher „Blickrichtung“ seine Messwerte interpretiert werden. Zu unterscheiden sind:

Sensoren, die auf die jeweilige Umgebung der BenutzerIn gerichtet sind, die sozusagen die Position der BenutzerIn einnehmen und von ihrer Warte aus eine technische Wahrneh-mung realisieren. Dazu gehört z.B. eine Digitalkamera oder eine elektronische Nase, die die Umgebungseigenschaften erfasst, sowie Barometer, Thermometer, Druckmesser usw. Dazu gehören aber auch berührungslose Objektidentifikationssysteme wie z.B. Barcode-Scanner, Active Badges und RFID-Sensoren. Ausschlaggebend ist hier, wie der Sensor ein-gesetzt wird.

Sensoren, die auf die BenutzerIn gerichtet sind, beispielsweise eine Mini-Kamera, die zur Verfolgung der Augen- oder Kopfbewegung verwendet wird. Zu dieser Kategorie gehören

Technologien 211

auch alle Körperfunktionssensoren, die z.B. im Rahmen von Affective Computing10 nach ihrer Auswertung Rückschlüsse auf die Befindlichkeit der BenutzerIn zulassen. Die so genannten Biofeedback-Sensoren gehören dazu, bzw. der „Biosensor“, der nach der heute nicht mehr gebräuchlichen aber hier zutreffenden Definition nach Meyers Universallexikon folgendermaßen charakterisiert wird: „Gerät zur Messung physikal. und chem. Lebensvor-gänge an und in Lebewesen, wie z.B. Atmung, bioelektr. Potentiale (EKG, EEG, Elektro-retinogramm), Blutdruck, Herzfrequenz, Körpertemperatur, Magensalzsäure und Darmbe-wegungen. Diese Vorgänge werden durch entsprechende Meßfühler (z.B. Elektroden, Druckwandler, Thermometer) in elektr. Signale umgewandelt, elektronisch verstärkt und gewöhnlich kurvenmäßig aufgezeichnet.“

•

Sensoren, die den internen Zustand des Computersystems, seine anwendungsprogramm-internen Zustände oder die über ein Netzwerk eingehenden Informationen überwachen, werden allgemeinhin nicht als Sensoren bezeichnet, sondern als Softwareagenten. Sie kön-nen im Sinne einer impliziten Eingabe jedoch als Softwaresensoren betrachtet werden, die digitale Informationsbewegungen als eingehende Daten registrieren und auswerten.

Die so eingesetzten Sensoren können eine Vielzahl von Informationen über den aktuellen Kontext der BenutzerIn ermitteln und auf dieser Grundlage der BenutzerIn einerseits die explizite Eingabe dieser Daten ersparen und ihr andererseits wertvolle Hinweise und eine situationsabhängige Unterstützung bieten. Durch den Einsatz von Sensoren, also von impliziten Eingaben, lässt sich die ebenfalls von Rhodes11 identifizierte so genannte Pro-Aktivität eines Wearable Computers realisieren: Nur wenn ein Computer über „eigene Wahrnehmungen“ verfügt, kann er auf der Grundlage dieser ständig ein-gehenden Daten „von sich aus“ aktiv werden und der BenutzerIn angemessene kontextabhängige Informationen selbstständig präsentieren. Allerdings sind für die Auswertung der umfangreichen Messdaten aus den verschiedenen Quellen sowie für ihre Interpretation und die Kombination der Auswertungen mehrerer Sensoren (sensor fusion) zu einer konsistenten Synthese effiziente und intel-ligente Methoden und Modelle erforderlich, die bisher nur im Ansatz zur Verfügung stehen. Zu unter-suchen ist z.B., wie eine technische Wahrnehmung die menschliche in der Situation der Ausübung einer mobilen Tätigkeit sinnvoll ergänzen und unterstützen kann, so dass eine kognitive Arbeitstei-lung umgesetzt wird. Eine Schlüsseltechnologie werden mobile Assistenzsysteme sein, die Sensoren zur Umsetzung einer intelligenten, persönlichen Assistenz verwenden werden.

Welche Sensoren konkret für welchen Anwendungsfall einzusetzen, welche Sensor-Kombinationen am effektivsten und wie die Messwerte bzw. jeweiligen Auswertungen miteinander in Beziehung zu setzen sind, ist im Einzelfall zu entscheiden und wird von den Gegebenheiten des Anwendungs-bereichs sowie von der zu erfüllenden Aufgabe determiniert. Bzgl. der einzusetzenden Sensorik bie-ten Elektronik-Versandkataloge eine schier unerschöpfliche Quelle der Inspiration, wenn man ein bisschen bastlerische Ambitionen hat. Auf die ist man zz. nämlich noch angewiesen, da kaum „senso-rische Komplettsysteme“ angeboten werden. Die einzige Ausnahme ist das Wearable Scanning Sys-tem der Firma Symbol, das mit einem Barcode-Laserscanner ausgestattet ist. Allerdings wurde dieses Produktbeispiel bereits als explizites Eingabemedium beschrieben, da das Scanning-System nicht der impliziten Eingabe dient. In den folgenden Produktbeschreibungen ist deshalb keine Vielfalt und auch kein Komplettsystem zu finden, sondern nur einzelne Komponenten. Exemplarisch dargestellt werden Tracking-Sensoren für das Head- bzw. Eye-Tracking und Biosensoren. Diese Beispiele wurden gewählt, da sie laut Produktbeschreibung auch zur expliziten Eingabe benutzt werden können, z.B. zur Steuerung eines Cursors per Augenbewegung oder zur Steuerung eines Computerprogramms per Gehirnstrom.

10 [Pic97a], [Pic97b] 11 [Rho97]


Produktbeispiele Tracking-Sensoren

Mousamatic

Firma

Adresse

Beschreibung Die Mousamatic ist ein Zeigereingabegerät, das mit einem Stirnband am Kopf getragen wird. Der am Hinterkopf liegende Bewegungssensor ermittelt anhand des Erdmagnetfeldes die Kopfbewegung der BenutzerIn.


System Kopf-Tracking

Tastenanzahl

Benutzung Der Kopf steuert den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig frei, eine Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein Referenzpunkt, an dem der Bildschirm angenommen wird.

Einsetzbar zur expliziten Eingabe, z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü, und zur impliziten mit den gleichen Funktionen, wenn die Interpretationssoftware entsprechend intelligent gestaltet wird.

Bestandteile

Größe 2,5 x 0,75 x 5 inch

Gewicht


Eingangsspannung: 5 V DC


seriell

PS/2



Besonderheiten kann nicht in einem fahrenden Fahrzeug verwendet werden.

Referenzen

Quelle http://www.worklink.net/products/mousamatic.html


http://www.worklink.net/products/mousamatic.html

Technologien 213

Headmouse

Firma Origin Instruments Corporation

Adresse http://www.orin.com

Beschreibung Die Headmouse richtet sich an Personen, die ihre Hände nicht benutzen (können). Die optischen Sensoren der Headmouse registrieren anhand eines am Kopf oder an der Brille angebrachten Punktes, in welche Richtung die BenutzerIn ihren Kopf bewegt und setzt diese in Mausbewegungen um. Kombiniert mit einer on-screen-Tastatur kann so sogar mit dem Kopf eine Tastatur bedient werden. Ein Remote-Switch-Interface steht ebenfalls zur Verfügung, um z.B. eine drahtlose Verbindung zu einem Rollstuhl herzustellen und weitere Eingaben zu ermöglichen.

Spezifikation alternatives Zeige-Device (evtl. auch Tastatur)


Tastenanzahl



Bestandteile Sender und stationärer Empfänger

Remote Switch Interface für eine drahtlose Verbindung (Optional)

Größe 18,54 x 14,48 x 3,81 cm

Gewicht



Serial Port, RS-232C mit einem DB9 Connector

Apple Macintosh Smart Cable

IBM PS/2 Smart Cable; USB



Sonstiges Reichweite des Sensors: 10 – 150 cm

Betrachtungswinkel: 55°

Genauigkeit: 0,01016 cm

benutztes Frequenzband: nahe Infrarot

Standard Ziel: dünn wie Papier, 0.635 cm Durchmesser, mit selbstklebendem Rücken

Besonderheiten HeadMouse für den portablen Einsatz erhältlich

Referenzen

Quelle http://www.orin.com/access/headmouse/index.htm


http://www.orin.com/

http://www.orin.com/access/headmouse/index.htm


Tracker 2000

Firma Madenta Communications

Adresse http://www.madenta.com/

Beschreibung Der Tracker ermöglicht es, mit leichten Kopfbewegungen den Mauszeiger zu bewegen. Dazu wird der Tracker stationär befestigt und auf den Kopf der BenutzerIn gerichtet. Sie hat einen Punkt am Kopf oder auch an der Brille. Die Kamera im Tracker erkennt anhand der Bewegungen des Punktes, in welche Richtung sich der Mauszeiger bewegen soll. Er ist für Personen konzipiert wurden, die z.B. aufgrund von körperlichen Behinderungen ihre Hände nicht mehr benutzen können und somit ist der Tracker ein guter Ersatz für eine reguläre Maus.



Tastenanzahl



Bestandteile

Größe

Gewicht



Maus-Input Kompatibilität: USB, PS/2, Serail Maus, ADB

Joystick Modus



Sonstiges Betrachtungswinkel: 50°, symmetrisch

Kameraauflösung: 320*240 Pixel

Referenzen

Quelle http://www.madenta.com/products/comaccess/tracker/about.html


http://www.madenta.com/

http://www.madenta.com/products/comaccess/tracker/about.html

Technologien 215

Headmaster Plus

Firma Prentke Romich Company

Adresse http://www.prentrom.com

Beschreibung Der Headmaster Plus dient als Mausersatz. Anhand der Kopfbewegung der BenutzerIn wird der Mauszeiger bewegt. Um einen Tastendruck zu vollführen, pustet die BenutzerIn in ein kleines Rörchen. Der Headmaster ist für Personen entwickelt worden, die ihre Hände z.B. aufgrund körperlicher Behinderungen nicht benutzen können.


System Kopf –Tracking

Tastenanzahl

Benutzung Der Kopf steuert den Mauszeiger, der Mund bedient die Knöpfe, die Hände bleiben vollständig frei, eine Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein Referenzpunkt, an dem der Bildschirm angenommen wird.


Bestandteile Headset für die BenutzerIn

Receiver am Objekt oder Bildschirm

Größe

Gewicht



Macintosh

serielle IBM 2 oder 3 Button Maus

IBM PS/2 Maus



Sonstiges nicht explizit für Wearable Computing gedacht

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://store.prentrom.com/catalog/prentrom/HM-3P?AMHLLZNx;;545


http://www.prentrom.com/

http://store.prentrom.com/catalog/prentrom/HM-3P?AMHLLZNx;;545


Eyegaze

Firma LC Technologies, Inc

Adresse http://www.lctinc.com

Beschreibung Das Eyegaze-System ist ein Mausersatz. Die Zeigegeste erfolgt durch die Reflektion des Monitorbildes im Auge und anhand der Pupille. Dazu dient eine kleine Videokamera, die unterhalb des Monitors angebracht ist. LC Technologies vertreibt auch eine Version für Personen, die auf einen Rollstuhl angewiesen sind.


System Eye-Tracking

Tastenanzahl

Benutzung Kopf / Auge Kopf steuern den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig frei, eine Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein Referenzpunkt, an dem der Bildschirm angenommen wird.


Bestandteile LCD-Monitor

Computer

Videokamera

Größe

Gewicht




Windows NT/2000



Sonstiges nicht explizit für Wearable Computing gedacht

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.lctinc.com/

http://www.lctinc.com/doc/eds.htm


http://www.lctinc.com/

http://www.lctinc.com/

http://www.lctinc.com/doc/eds.htm

Technologien 217

Vision 2000

Firma el-mar

Adresse http://www.interlog.com/~elmarinc/

Beschreibung Der Vision 2000 ist einteiliges Video-Eye-Tracking-System. Es wird am Kopf montiert und kombiniert Augenpositionsdaten mit den Bildern der Szenen-kamera. Der Blickpunkt der TrägerIn wird angezeigt und aufgezeichnet, womit eine Analyse der Augenbewegung und Fixierung der TrägerIn ermöglicht wird.

Spezifikation Mobiles Eye-Tracking

System Video-Eye-Tracking

Tastenanzahl



Bestandteile Eye-Tracker mit Szenen-Kamera

Hand-Held Tastatur

Monitor

Größe

Gewicht ca. 300 g (Eye-Tracker + Szenen-Kamera)





Sonstiges

Eigenschaften Abtastrate: 120-mal pro Sek.

Genauigkeit: +/- 0,1°

Horizontaler Verfolgungsbereich: +/- 40°

Vertikaler Verfolgungsbereich: +/- 30°

Betrachtungsfeld der Szenen-Kamera: 22° - 90°

Referenzen

Quelle http://www.interlog.com/~elmarinc/V2000.htm

Datum Dezember 2001

http://www.interlog.com/~elmarinc/

http://www.interlog.com/~elmarinc/V2000.htm


Model 501

Firma ASL – Applied Science Laboratories

Adresse http://www.a-s-l.com

Beschreibung Das Model 501 ist ein komplettes Eye-Tracking-System, das in Situationen verwendet wird, in denen die TrägerIn leichte, am Kopf montierte, optische Geräte tragen kann und auf uneingeschränkte Bewegungsfreiheit angewiesen ist. Das System ist konstruiert, um den Blickpunkt der Augen relativ zum Kopf zu messen. Diese Messwerte werden als Cursor oder Fadenkreuze in das Bild der Umgebungskamera eingeblendet. Wird es mit einem optionalen Head-Tracking-System und ASL’s EYEHEAD Integrationssoftware kombiniert, kann das Modell 501 auch die Augenbewegungen relativ zu stationären Oberflächen/Objekten der Umgebung darstellen. Die erfassten Daten beinhalten Zeit, X/Y-Augenpositionskoordinaten und Pupillendurch-messer. Die Daten können am angeschlossenen Computer gespeichert werden, sie sind aber auch direkt an der am Gerät befindlichen seriellen Schnittstelle abrufbar.

Spezifikation Mobiles Eyetracking


Tastenanzahl



Bestandteile Steuerungseinheit

Eye-Tacking-System und Szenen-Kamera

Größe

Gewicht 226,8 g (Kopfeinheit)



RS 232



Sonstiges Kopfbewegung: unbegrenzt

Eigenschaften Abtastrate: 50 oder 60 Hz (120 und 240 Hz optional)

Genauigkeit: 0,5° bis 1,0°

Messprinzip: Helligkeit der Pupillen/Hornhaut-Reflektion

Sichtweite: 50 ° horizontal, 40° vertikal

Referenzen

Quelle http://www.a-s-l.com/model501.htm

Datum Dezember 2001

http://www.a-s-l.com/

Technologien 219

The Video Eye Trace System

Firma Permobile Meditech AB

Adresse http://www.permobil.se

Beschreibung Diese Eye-Tracking System unterscheidet sich von herkömmlichen dadurch, dass es ein Headset verwendet und somit die Szenen-Kamera entfällt. Durch die Verwendung eines HMD hat die BenutzerIn eine uneingeschränkte Kopfbewegungsfreiheit und somit wird eine sehr genaue Analyse ermöglicht.

Spezifikation Eye-Tracking


Tastenanzahl

Benutzung Der Kopf steuert den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig frei, eine Unterlage oder ein externer Referenzpunkt sind nicht erforderlich.


Bestandteile HMD (mit integriertem Eye-Tracking System)

Größe

Gewicht



PAL, NTSC

Computer (mittels eines Konverters)



Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.zmms.tu-berlin.de/Eyes-Tea/eoghttp://www.pdf

Datum Dezember 2001

http://www.zmms.tu-berlin.de/Eyes-Tea/eogwww.pdf


InertiaCube2

Firma InterSense, Inc

Adresse http://www.isense.com

Beschreibung Der InertiaCube2 ist ein kleiner Würfel, der mit Sensoren ausgestattet ist, die eine 3D-Positionseingabe ermöglichen.

Spezifikation Tracking

System Positions- und Orientierungs-Tracking

Tastenanzahl

Benutzung z.B. am Kopf oder an der Hand, es wird implizit die Lage im 3D-Raum ermittelt

Bestandteile 10 oder 100 m Kabel für den seriellen Anschluss

Größe 3,2 x 2,9 x 2,4 cm

Gewicht 28 g

Energieverbrauch 10 mA


RS-232


Windows 98/NT/2000


Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.isense.com/news/pr/2001/0814_icube.htm

http://www.cybermind.nl/Info/InertiaCube2.pdf


http://www.isense.com/

http://www.isense.com/news/pr/2001/0814_icube.htm

http://www.cybermind.nl/Info/InertiaCube2.pdf

Technologien 221

Produktbeispiele Biosensoren

Bioelektrische Steuerung

Firma Ames Research Center

Adresse http://www.arc.nasa.gov

Beschreibung Die NASA-Wissenschaftler haben ein Armband (bestückt mit 8 Elektroden) entwickelt, welches in der Lage ist, die Signale aufzunehmen, die von Muskelnervenzellen erzeugt werden. Diese Technik kann z.B. für die zukünftige Steuerung von Flugzeugen verwendet werden.

Spezifikation Biosensor

System

Tastenanzahl

Benutzung Unterarm auf einer festen Unterlage

beliebige explizite Eingaben sind möglich

Bestandteile

Größe

Gewicht





Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/co/4827/1.html


http://www.arc.nasa.gov/

http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/co/4827/1.html


Cyberlink

Firma Brain Actuated Technologies, Inc.

Adresse http://www.brainfingers.com

Beschreibung Jeder, der die Welt der Gehirn-Aktivitätskontrolle erforschen will, kann jetzt Computersoftware und alle anderen elektrischen Geräte direkt aus dem Kontrollzentrum - dem Gehirn – bedienen. Das Cyberlink Interface ermöglicht die Nutzung von Computern und elektrischen Geräten ohne Beanspruchung der Hände, so der Werbetext.

Gehirn- und Körpersignale, die Sensoren in einem Stirnband messen, werden verstärkt, digitalisiert und an den Computer geschickt. Hiermit kann die Maus bewegt, ein interaktives Spiel gespielt, Anwendungssoftware oder Webbrowser genutzt, fast jede Windows-Anwendung benutzt, Musikinstru-mente gespielt, Peripherie-Geräte aktiviert und Umgebungsvariablen angepasst werden.

Das Cyberlink Interface basiert auf einer Technologie, die elektrische Signale, die durch Gehirn- und Muskelaktivität ausgelöst werden, an der Haut registriert und verarbeitet. Zwölf verschiedene an der Stirn aufgenommene biologische Signale kontrollieren die Bewegung sowie die linke und rechte Taste der Maus.

Spezifikation Biosensoring

System

Tastenanzahl

Benutzung Befestigung am Kopf, die Hände bleiben völlig frei. Explizite und implizite Eingaben scheinen möglich zu sein.

Bestandteile Sensoren-Stirnband und Basisstation

Größe

Gewicht

Energieversorgung

Schnittstelle/



Sonstiges

Besonderheiten

Referenzen

Quelle http://www.brainfingers.com/cyberlink.htm

Datum Dezember 2001

http://www.brainfingers.com/

http://www.brainfingers.com/cyberlink.htm

Technologien 223

Auswahl geeigneter Eingabemedien

Die Wahl einer geeigneten Eingabetechnologie hängt ganz und gar von der zu unterstützenden Auf-gabe, der Art und der Menge der anfallenden Eingabedaten, den Einsatzbedingungen, den zu erwar-tenden Umgebungsfaktoren ab und bestimmt auch das zu wählende Ausgabemedium. Es gibt noch kein einfaches, eindeutiges Schema, z.B. in Form einer Checkliste, anhand dessen man einen neuen Anwendungsbereich analysieren könnte, um so zu einer optimalen Konfiguration aller notwendigen informationstechnologischen Komponenten zu gelangen. Dass ein derartiges Schema für mobile Ein-gabetechnologien noch nicht existiert, liegt auch darin begründet, dass die Entwicklung von Eingabe-Devices für mobile, tragbare Computersysteme noch nicht abgeschlossen ist. Wearable Computing entwickelt sich gerade und jede neue Anwendung bringt noch neue Anforderungen mit sich und damit auch neue Devices hervor.

Einige mobile Eingabetechnologien sind allerdings schon vorhanden. Sie resultieren in erster Linie aus der „Mobilisierung“ bekannter Technologien des Desktop Computing und aus der Automatisie-rungstechnik. Es ist sinnvoll, explizite und implizite Eingaben in ein Computersystem voneinander zu trennen, um die verschiedenen Eingabeschnittstellen, die für Wearable Computing in Frage kommen, zu klassifizieren:

• Explizite Eingaben werden willentlich von der BenutzerIn vorgenommen, z.B. das Sprechen eines Befehls, die Auswahl aus einem Menü, das Tippen eines Textes.

• Implizite Eingaben sind Daten, die ein Computersystem weitestgehend selbstständig und ohne das bewusste Zutun der BenutzerIn aufnimmt, z.B. mittels Sensoren (Kameras, Tem-peraturfühler, Messgeräte, etc.) oder auch durch eingehende Systemmeldungen oder Infor-mationen, die von außen über das Netz eingehen.

Explizite Eingaben erfordern die Aufmerksamkeit der BenutzerIn, implizite erfolgen weitgehend unbemerkt. Um in einer Situation, in der die Aufmerksamkeit der BenutzerIn in der realen, gegen-ständlichen Welt situiert ist, eine sinnvolle informationstechnische Unterstützung zu leisten, sollte das einzusetzende mobile, tragbare Computersystem so wenig explizite Eingaben wie möglich erfordern. Das heißt z.B., dass der Anteil der expliziten Eingaben durch einen verstärkten Einsatz impliziter Eingaben im oben genannten Sinne ersetzt werden sollte sowie durch den Einsatz intelligenter Inter-pretationen aller eingehenden Daten. Darüber hinaus muss das explizite Eingabe-Device so gestaltet sein, dass seine Bedienung die BenutzerIn nicht bei ihrer primären Aufgabe stört und sie in ihrem Arbeitsfluss möglichst nicht unterbricht. Welche Sensorik die expliziten Eingaben reduzieren kann, ist ganz und gar von der Anwendung abhängig. Die Bandbreite ist hier schier unermesslich, wenn man der Phantasie nur ein bisschen freien Lauf lässt: Positionsbestimmung, Geschwindigkeit, Datum und Uhrzeit, Temperatur, Abstand, Luftzusammensetzung, Vitalfunktionen usw.

Bei Devices für die explizite Eingabe sind die Möglichkeiten nicht ganz so vielfältig. Zur Auswahl geeigneter Eingabemedien insbesondere zur Interaktion zwischen Mensch und Computer ist die Beantwortung folgender Fragen hilfreich:

•

•

Welche Art von Eingaben sind erforderlich?

- Freier Text, einzelne Zeichen oder Ja/Nein-Bestätigungen

- Aktivierung/Deaktivierung oder komplexe Checklisten-/Menüauswahl

- Aufnahme einzelner diskreter oder großer Mengen kontinuierlicher Messwerte (z.B. auch Audio- oder Videoströme)

- Navigation in umfangreichen Datenbeständen oder digitalen Karten bzw. Zeichnungen

- Kommunikation mit anderen Menschen (z.B. per Sprache oder Videokonferenz)

Welche Benutzungsbedingungen herrschen vor?


- die Umgebung ist laut, leise oder hat eine wechselnde Geräuschkulisse

- die Umgebung ist nass, heiß, staubig, windig...

- Arbeits-/ Schutzkleidung und Sicherheitsvorschriften

- Hände stehen zur Bedienung ganz, manchmal, gar nicht oder auch einzeln zur Verfügung

- die Aufmerksamkeit liegt ständig an anderer Stelle oder sie kann zeitweise dem Eingabe-Device gewidmet werden

- die Körperhaltung ist beliebig oder eingeschränkt bzw. vorgegeben

- weitere Werkzeuge

- Ausdehnung der Aktionsradius

• Welches Ausgabe-Device werden verwendet?

Der erlangten Klarheit seitens des Anwendungsbereichs können die Eigenschaften existierender bzw. in der Entwicklung befindlicher Eingabe-Devices gegenüber gestellt werden. Da mit Wearable Com-puting die „Befreiung“ der Hand von Eingabetätigkeiten angestrebt wird, ist diese Eigenschaft das vorrangige Analysekriterium der folgenden Klassifizierung von Eingabemedien:

• Spracheingabe ist die erste explizite und freihändige Eingabetechnologie. Sie ist aufgrund ihrer technologischen Rahmenbedingungen nicht universell einsetzbar, im konkreten Ein-zelfall allerdings eine echte freihändige Lösung.

• Andere völlig freihändige Eingabemedien sind Tracking-Systeme. Je nachdem, welches Datum wichtig ist (Position, Orientierung, Blickrichtung, Blickpunkt) gibt es bereits einzelne Endgeräte auf dem Markt. Eye-Tracking eignet sich beispielsweise als explizite Eingabe. Die vorhandenen Geräte haben zwar noch keine Marktreife erlangt, doch gibt es bereits ein erstes mobiles, tragbares Eyetrackingsystem.

• Alle anderen freihändigen Eingabetechnologien sind implizite Eingaben, d.h. Sensoren, die selbstständig Daten erfassen. Erforderlich sind für ihren Einsatz allerdings intelligente Methoden zur Interpretation der gemessenen Werte (z.B. Bilderkennung in Videos). Senso-ren sind in der Automatisierungstechnik weit verbreitet, sie mobil und tragbar zu gestalten, ist nur eine kleine Aufgabe. Ein einzelner ausgewerteter Sensor allein liefert erste wertvolle Kontextinformationen. Mehrere miteinander kombinierte Sensoren bringen nicht nur mehr Information, sondern können auch qualitativ bessere Ergebnisse liefern, da sie sich z.T. komplementär ergänzen. Darüber hinaus lassen sich Sensorinformationen durch kleine, kurze Eingaben der BenutzerIn effektivieren, so dass ein produktive Koexistenz expliziter und impliziter Eingaben die ideale Mischung bei der Eingabe darstellt.

• Explizite Eingabe-Devices gibt es, auch kommerziell, insbesondere zur Eingabe von Texten und als Mausersatz. Sie alle erfordern mindestens die zeitweilige Benutzung einer Hand, beanspruchen z.T. sogar beide Hände.

• Die wenigen Ansätze, spezialisierte Eingabe-Devices zu entwickeln, die für den mobilen Einsatz konzipiert und auf einen konkreten Anwendungsbereich hin optimiert sind, stellen die zukunftsweisenden Eingabemedien dar. Mit der Überwindung der Desktop-Metapher als Leitbild für die Gestaltung der Mensch-Computer-Interaktion eröffnen sich neue Hori-zonte, die in Zukunft noch weiter ausgelotet werden müssen.

Neben den Eingabegeräte spielt für Wearable Computing die Interpretation der Eingaben, insbeson-dere der Sensoren eine wesentliche Rolle. Dieser Bereich ist kommerziell noch nicht erschlossen, so dass auch noch keine Produkte auf dem Markt verfügbar sind. Die Analyse der Anwendungsbeispiele gibt einige Hinweise darauf, wohin die Entwicklung gehen wird.

Kapitel VI

Ausgabetechnologien

Mobile, tragbare Computersysteme benötigen, wie alle anderen Computersysteme auch, ein Ausgabe-Interface. Abhängig von der konkreten Ausprägung der mobilen Tätigkeit, die mit dem System unter-stützt werden soll, sind ganz verschiedene Formen der Ausgabe möglich. Vom Desktop-Computing ausgehend ist die offensichtlichste Ausgabeart eine visuelle auf einem mobilen, tragbaren Display. Mobiltelefone, Smartphones und PDAs als weit verbreitete mobile Endgeräte verfügen bereits über kleine Displays, deren Leistungsfähigkeit beschränkt, aber an ihre Aufgabe angepasst ist. Mit fort-schreitender Erhöhung der Erwartungen an die Funktionalität derartiger Handheld-Geräte wird sich auch die Qualität dieser Displays entsprechend verändern. Sicher ist, dass bei zukünftigen Geräten, die z.B. UMTS-fähig sind, eine rein visuelle Ausgabe nicht ausreichend ist, wenn sie interaktive Spiele oder Videos für unterwegs bewältigen sollen. Eine auditive Ausgabe wird deshalb zumindest für dieses Segment des Konsumenten-Marktes unumgänglich werden. Doch auch für andere, profes-sionelle oder industrielle Anwendungsbereiche werden alternative Ausgabemedien relevant, z.B. wenn visuellen Displays nicht einsetzbar sind.

Als Ausgabedevices für auditiven Output werden Kopfhörer und kleine, qualitativ hochwertige Ohr-hörer benötigt, die es schon zur Genüge z.B. für Walkmans, CD-Player, Mobiltelefone usw. gibt. Auf diese Hardware wird in der vorliegenden Studie nicht eingegangen, da hier keine neuen technologi-schen Potenziale zu erwarten sind. Der einzig spannende Aspekt ist die Integration von Kopfhörern und anderen Interaktionsdevices in Schmuck oder andere Assessoires der täglichen Kleidung. IBM hat hier mit ihrem prototypisch entwickelten digitalen Schmuck einen ersten Schritt in diese Richtung unternommen. An der Carnegie Mellon University (CMU), die sich seit langem mit dem ergonomi-schen (Hardware-)Design für Wearable Computer befasst, wurden auch bereits einige Design-Studien zur Form und zur Platzierung neuer, tragbarer Device für den mobilen Einsatz durchgeführt, die einige formschöne Entwürfe, allerdings noch keine Prototypen hervorgebracht haben. Konkrete Anforderungen aus Anwendungsbereichen werden die Entwicklungen an dieser Stelle bestimmen. Eine TechnikerIn, die eine Produktionsanlage überwacht, erhält aus den Geräuschen der Maschinen wichtige Informationen über deren Zustand. Sie könnte keine Stereokopfhörer tragen, ein Lautspre-cher am Kragen oder am Sicherheitshelm wäre die geeignetere Lösung. Andererseits muss eine InspekteurIn in einem Stahlwerk oder einem anderen, geräuschintensiven Ort einen Ohrhörer haben, wenn sie akustische Informationen erhalten soll.

Neben der Art und der Platzierung der Lautsprecher ergeben sich im Zusammenhang mit den Charakteristika mobiler Tätigkeiten ganz andere Potenziale einer auditiven Ausgabe: Es besteht die Forderung, dass ein mobiles, tragbares Computersystem für die Unterstützung mobiler Tätigkeiten die Aufmerksamkeit der BenutzerIn so wenig wie möglich in Anspruch nimmt, und dass die Benutzung dieses Computersystems möglichst beiläufig erfolgen kann. Der auditive Kanal der menschlichen Wahrnehmung stellt hier eine noch nicht ausreichend integrierte Komponente dar, denn wir benutzen ihn schon immer auch beiläufig. Seine Nutzung im Wearable Computing, insbesondere wenn es um den Einsatz ständig proaktiver Computersysteme geht, stellt ein noch nicht überschaubares Potenzial

225

226 Kapitel VI: Ausgabe bereit, seine Aktivierung bedarf allerdings noch weiterer Forschungen und Entwicklungen1. Darüber hinaus spielen bei der akustischen Ausgabe mittels eines Computersystems die Generierung eines sprachlichen verbalen Outputs ebenfalls eine wichtige Rolle2.

Die Carnegie Mellon University ist es auch, die einen weiteren menschlichen Wahrnehmungskanal in die Interaktion zwischen Mensch und Wearable Computer einzubeziehen versucht. Ihre Wearable Computing Group entwickelte den Prototyp eines taktilen Displays3, das auf dem Rücken getragen wird, und untersuchte seine Einsatzmöglichkeiten und -bedingungen. Ein leichtes „Klopfen auf die Schulter“ oder ein „Kribbeln auf der rechten Seite“ kann, immer abhängig von der zu unterstützenden Aufgabe, Information komprimierter vermitteln als so manches Bild. Zu denken ist hier nicht nur an sehbehinderte BenutzerInnen, sondern gerade auch an BenutzerInnen, deren visuelle Aufmerksamkeit voll und ganz von ihrer primären Aufgabe in Anspruch genommen wird oder die eine Vielzahl von Informationen gleichzeitig brauchen, so dass die Entlastung des visuellen oder auditiven Kanals durch eine taktile Alternative hilfreich wäre. Bei der Navigation kann ein leichtes Tippen an der rechten Schulter als Richtungshinweis genügen oder der erfolgreiche Abschluss einer angestoßenen Aktion kann so fast unterschwellig kommuniziert werden. Ein weiterer positiver Aspekt ist die Eigenschaft einer taktilen Ausgabe, dass sie von der Umwelt, d.h. von den sich in der Nähe aufhaltenden Perso-nen, weitgehend unbemerkt erfolgen kann, was ja bereits bei Mobiltelefonen und PDAs zu einer schnellen Verbreitung des Vibrationsalarms geführt hat.

Eine systematische Untersuchung dieser nicht-visuellen Ausgabetechnologien wird ein noch unbe-achtetes Potenzial im Bereich mobiler, tragbarer Computersysteme sichtbar machen und auch die Entwicklung von Prototypen und insbesondere die Entwicklung einsatzfähiger Produkte ist zukunfts-trächtige, steht aber noch aus. Je nachdem, wie schnell es gelingt, die Bedeutung der über das Sehen hinausgehenden menschlichen Sinne für die Interaktion zwischen Mensch und Computer zu erschlie-ßen, wird es zukünftig mehr andere, in einem noch viel wörtlichere Sinne multimediale und multimo-dale Interfaces4 geben. Das bedeutet allerdings nicht, dass eine visuelle Wahrnehmung im Wearable Computing keine Rolle mehr spielen soll. Ziel ist vielmehr, den visuellen Kanal zu entlasten.

Im Zusammenspiel mit mobilen, tragbaren Rechnersystemen müssen die einzusetzenden Displays ebenfalls mobil und tragbar und darüber hinaus stromsparend sein und bei anspruchsvollen Aufgaben die Qualität der Displays heutiger Mobiltelefone und PDAs weit übertreffen. Angestrebt wird vieler-orts eine den Desktop-Bildschirmen vergleichbare Qualität und Auflösung. Ob das für jeden Anwen-dungsbereich notwendig ist, sei dahingestellt. Sinnvoll ist auf jeden Fall, Displays zu haben, die von ihrer Größe, ihrer Beschaffenheit und von ihrer Handhabbarkeit geeignet sind für den mobilen Ein-satz. Im folgenden Abschnitt wird deshalb auf verschiedene Display-Technologien eingegangen, und es werden einige Produkte exemplarisch vorgestellt. Da das Ziel im Wearable Computing eine weit-gehend freihändige Benutzung von Computersystem ist, wird der Schwerpunkt des folgenden Abschnitts auf Head-Mounted-Displays (HMDs) liegen; Mini-Displays, die in Form von Touch-screens am Unterarm oder in der Hand getragen werden, werden allerdings auch einen Platz bekom-men, da sie z.B. in Situationen eingesetzt werden können, in denen phasenweise ein intensiver Dialog zwischen Mensch und Computer erforderlich ist, Text eingegeben oder etwas skizziert werden muss. Situationen also, in denen die BenutzerIn kurzzeitig ihre ganze Aufmerksamkeit dem Computersys-tem widmen kann und anschließend wieder eine völlig uneingeschränkte Blickfreiheit benötigt.

1 [Bre99], [Saw00] 2 Sprachgenerierung ergänzen 3 [Gem01] 4 Die menschlichen Sinne und Ausdrucksfähigkeiten werden als „Modalitäten“ bezeichnet, sind mehrere Modalitäten gleichzeitig beteiligt, spricht man von „Multimodalität“, z.B. Hören und Sehen gleichzeitig bzw. mit dem Finger zeigen und „dort“ sagen, sind jeweils multimodal. „Multimedial“ wird im Computerbereich für die verschiedenen Ausgabemöglichkeiten (Text, Bilder, Video und Sprache) benutzt.

Technologien 227

Displaytechnologie

Standard-Displays wie sie in einer Büroumgebung in Verbindung mit herkömmlichen Desktopcom-putern verwendet werden, sind aufgrund ihrer Bauform, ihrer Größe, ihres Gewichts und ihres Ener-gieverbrauchs nicht für den Wearable Computing Bereich einsetzbar. Gerätehersteller können an diesen Größen- und Kostenfaktoren nur wenig ändern, da die BenutzerInnen nach bequem lesbaren Anzeigen in einem Mobiltelefon, Smartphone, PDA oder Notebook verlangen. Deshalb dominieren diese Displays derzeit viele Mobilgeräte. Die Forderung nach möglichst großen, hellen, kontrast-reichen Anzeigen behindert die Entwicklung von innovativen tragbaren Produkten.

Eine Lösung für den Einsatz mit mobilen, tragbaren Computersystemen und insbesondere mit Wearable Computern versprechen deshalb die sogenannten Mikrodisplays. Diese zu den Flat-Panel-Displays gehörenden Miniaturbildschirme sind ohne Vergrößerungs- oder Projektionsoptiken im Prinzip nicht nutzbar. Zusammen mit einem passenden Linsensystem bieten diese briefmarkengroßen Displays jedoch eine Bildqualität, die eine herkömmliche Anzeige in punkto Fläche und maximale Auflösung weit übertreffen. Miniaturbildschirme verbrauchen zudem wenig Leistung, die für das Endprodukt notwendige Stromversorgung kann also deutlich kleiner ausfallen, so dass die Laufzeit erheblich gesteigert wird.

Hersteller von Mikrodisplays Es gibt etwa 30 Unternehmen weltweit5, die sich mit der Entwicklung von Mikrodisplays beschäf-tigen. Neben einigen bekannten LCD-Herstellern sind auf diesem Sektor in jüngster Zeit sehr viele Start-Up-Firmen zu finden. Die nachfolgende Liste, die jedoch keine Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, fasst einige Hersteller zusammen6:

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Aurora Systems Inc. Cambridge Display Technology Ltd. Digilens Display Research Laboratories Inc. DisplayTech Inc. eMagin Corp. Planar Systems Inc. HANA Microdisplay Technology Inc. InViso Inc. Kaiser Electronics Kent Kopin Corp. McDonnell Douglas Micropix Technologies Ltd. Microvision Inc. PixTech Inc. Sarif Sextant Avionique Siemens Sony Texas Instruments Inc. Three-Five Systems Inc. Varitronix Ltd. Zight (vormals Colorado Microdisplay Inc.)

5 [Kuh2000]. 6 Die Adressen der Firmen sind im Anhang zu finden.

228 Kapitel VI: Ausgabe Realisierungsansätze verschiedener Displaytechnologien Realisierungsansätze für Mikrodisplays, die in Abbildung 6.1 zusammengefasst sind, kann man zu-nächst nach der Art der verwendeten Lichtquelle unterscheiden: emissive Anzeigen leuchten selbst, transmissive bedienen sich einer zusätzlichen Hintergrundbeleuchtung, reflektive Mikrodisplays nut-zen das Umgebungslicht als Lichtquelle.

Abb. 6.1: Mikrodisplay-Technologie im Überblick

Emissive Displays

In emissiven Displays sitzt der lichtaussendende Layer auf einem Trägersubstrat aus Silizium oder alternativ auf einer mit Silizium beschichteten Glasplatte. Das Trägersubstrat enthält in den meisten Fällen eine Ansteuerelektronik für das Display und je nach Basismaterial weitere elektronische Schaltungen, die in der herkömmlichen stromsparenden CMOS-Technologie ausgeführt sind. Die emissive Schicht kann ein Elektrolumineszenzmaterial (EL) sein, aus Phosphorleuchtmitteln (VF oder FED) oder einem organischen lichtemittierenden Polymer (OLED) bestehen. Bei Elektrolumineszenz-Mikrodisplays in Aktiv-Matrix-Technologie (AMEL) wird jedes Pixel von einem eigenen Transistor angesteuert.

Bei der Vakuum-Fluoreszenz(VF)-Technologie regen Elektronen ähnlich wie beim CRT eine dünne Phosphorschicht an, die Licht aussendet. Eine Transistormatrix sorgt hierbei für die pixelgenaue Ansteuerung der Bildpunkte: jeder Steuertransistor ist von rotem, grünem oder blauem Phosphor bedeckt. In Feldemissionsdisplays (FED) senden kleine Emitterspitzen auf dem Siliziumsubstrat Elektronen zur Anregung des Phosphors aus. Mit VF-Displays konnten bislang keine besonders hohen Pixeldichten erreicht werden, sie eignen sich deshalb nach dem jetzigen Stand nicht für hoch-auflösende Bildschirme.

Mikrodisplays auf der Basis von organischen lichtemittierenden Polymeren (OLEP oder OLED) konnten bisher ebenfalls nur mit einer relativ niedrigen Auflösung hergestellt werden. Die Unterneh-men, die OLEP-Displays herstellen, nutzen zur Zeit eine CMOS-Plane als Träger, hoffen jedoch, die leuchtende Schicht zukünftig auf formbare Trägersubstrate aufbringen zu können – der Bildschirm würde dann faltbar werden. Ein Prototyp, bei dem die leuchtende Schicht auf eine flexible Folie aufgebracht ist, wurde Ende 1999 vom Siemens-Forschungszentrum Erlangen vorgestellt7.

Transmissive Displays

Transmissive Displays benötigen eine rückwärtig angebrachte Lichtquelle, können also nicht selbst Licht erzeugen. Bei ihnen wird das durch eine Flüssigkeitskristallschicht fallende Licht mit Hilfe der Steuertransistoren in jedem Pixel moduliert, bevor es an die Displayoberfläche tritt. Dies entspricht dem Mechanismus herkömmlicher Aktiv-Matrix-LC-Displays (AMLCD), die bei Notebook-Anzei-

7 Siehe [Siemens99] und [BildWiss00].

Technologien 229 gen, zunehmend aber auch bei Desktopbildschirmen eingesetzt werden8. Derzeit gibt es zwei grundsätzliche Verfahrensweisen für transmissive Displays. Entweder werden die Steuertransistoren (die Modulatoren) in Poly-Silizium (p-Si) oder in einkristallinem Silizium (als Silikon-On-Insulator (SOI) realisiert) gefertigt.

Polysilizium wird durch Erhitzen beziehungsweise Rekristallisieren von amorphem Silizium erzeugt und wird nach der verwendeten Technologie nochmals in Hochtemperatur- (HTPS) und Niedrigtem-peratur- (LTPS) Polysilizium unterschieden. Niedrigtemperaturverfahren sind kostengünstiger, weil die Temperaturen im Verlauf der Fertigung unter 200°C bleiben und somit die Belastung für die beteiligten Materialien geringer ist. Aufgrund der verbesserten elektrischen Eigenschaften von p-Si können Teile der peripheren Treiberelektronik zusammen mit den On-Screen-Transistoren gefertigt werden, was kompaktere Formen und kostengünstigere Realisierungen ermöglicht.

Einkristallines Silizium ist hochwertiger aber auch kostspieliger in der Fertigung9 als p-Si. Die Steuertransistoren einer SOI-Schaltung werden zunächst auf einkristallinen Siliziumscheiben produ-ziert. Anschließend wird die aktive Elektronik vom Wafer abgehoben und diese sehr dünne, nahezu transparente Schicht auf ein Glassubstrat übertragen, über das dann die Flüssigkeitskristallschicht gelegt wird. Die zusätzliche Steuerelektronik wie Zeilen- und Spaltentreiber muss jenseits der eigent-lichen Displayfläche platziert werden. Die abgetragene einkristalline Schicht darf nicht zu komplex sein, um die hohen Fertigungskosten nicht nochmals zu erhöhen.

Das verwendete Material beeinflusst den Abdeckungsgrad der Transistorfläche in Bezug zur leuch-tenden Pixelfläche. Dieses Verhältnis von lichtdurchlässiger zu lichtundurchlässiger Fläche ist bei Verwendung von einkristallinem Silizium sehr günstig, da dies eine große Elektronenbeweglichkeit besitzt. Die Transistoren können deshalb bei gleicher elektrischer Beanspruchung am kleinsten di-mensioniert werden. Amorphes Silizium zeigt die geringste Ladungsträgerbeweglichkeit, die Ansteu-erelektronik fällt dementsprechend groß aus. Poly-Silizium liegt zwischen beiden Formen. Prinzipiell gilt, dass je kleiner die notwendigen Schalttransistoren sind, desto höher ist die maximale Pixelzahl, die bei maximaler Lichtausbeute auf ein Mikrodisplay passt. Einkristallines Silizium in Form von SOI ermöglicht hier die größte Packungsdichte, ist aber auch am aufwendigsten und kostspieligsten in der Fertigung.

Reflektive Displays

Reflektive Mikrodisplays nutzen zur Beleuchtung eine externe Lichtquelle, das Umgebungslicht oder eine gerichtete Quelle. Sie modulieren das Licht, während es vom Mikrodisplay reflektiert wird. Es gibt auch hier prinzipiell zwei Techniken: Liquid-Crystal-On-Silicon (LCOS) und Micro-Electrical-Mechanical-Systems (MEMS).

Auf der Silizium-Backplane von mikroelektromechanischen Systemen sitzen kleine bewegliche Teil-chen, die auf eine durch Spannungsimpulse hervorgerufene elektrostatische Kraft reagieren (Digital Micromirror Devices (DMD) von Texas Instruments sind die bekanntesten Vertreter). Bei DMDs liegt über der Steuermatrix eine kleine Schicht aus Spiegeln. Jeder Spiegel kippt bei Anlegen einer definierten Steuerspannung entweder in eine On-Position, bei der das optische System Licht sammelt, oder in eine Off-Position, in der das Licht absorbiert wird. Da solche elektromechanischen Spiegel-systeme sehr schnelle Schalter sind, werden die Farb- bzw. Graustufen durch Pulsweitenmodulation erzeugt. Der Spiegel lenkt das Licht nicht über den vollen Zeitraum zum Linsensystem, und das menschliche Auge interpretiert diesen geringfügig kürzeren Lichtpuls als weniger hellen Bildpunkt.

Eine andere Verfahrensweise setzt die Spiegelfelder auf piezoelektrische Materialien und erzeugt die Farb- bzw. Graustufen durch definierte Spiegeldrehungen (z.B. Displays von Daewoo Electronics). Die sogenannten Thin Film Micromirror Arrays (TMA) bewegen sich je nach elektrischem Potential

8 Klassische LCD mit passiver Ansteuerung besitzen eine relativ lange Ansprechdauer von einigen Zehntelsekunden. Der damit verbundene Nachteil bei schnellen Bildänderungen, etwa beim Bewegen des Mauszeigers, macht sich störend als „Verschmierung“ bemerkbar. Dieses Problem wird mit einer aktiven Ansteuerung der einzelnen Bildpunkte behoben. 9 Das Fertigungsprinzip von Mikrodisplays auf SOI-Basis ist auf der Web-Side der Firma Kopin Corp. (www.kopin.com) schematisch dargestellt und sehr gut beschrieben.

230 Kapitel VI: Ausgabe so, dass das Licht mehr oder weniger in das oder aus dem optischen System gelenkt wird. Im opti-schen System befindet sich eine zusätzliche Projektionsfläche, die mit einer kleinen Öffnung versehen ist. Für einen weißen Bildpunkt fällt das Licht genau durch diese Öffnung, beim schwarzen Bildpunkt fällt es auf die geschlossene Fläche daneben und wird vom Linsensystem abgeschirmt. Weniger helle Bildpunkte entstehen, wenn ein Teil des reflektierten Lichtes durch die Öffnung und der verbleibende Lichtanteil auf die geschlossene Projektionsfläche fällt. Kleine piezoelektrische Aktuatoren, die unter den Pixeln sitzen, sorgen für die jeweils notwendige Spiegeldrehung.

Bei LCOS-Displays liegt zwischen dem CMOS-Trägersubstrat und einer Glasabdeckung eine Flüssigkeitskristallschicht, die in den meisten Fällen aus herkömmlichem LC-Material besteht. Wie bei transmissiven Mikrodisplays richten sich die Flüssigkristallzellen des Displays im elektrischen Feld der Steuertransistoren aus und modulieren so das reflektierte Licht. Da sie keine „eigene“ Licht-quelle besitzen, entfällt bei diesen Displays je nach Einsatzgebiet der große Leistungsverbraucher Hintergrundbeleuchtung. LCOS-Displays zählen somit zu den aussichtsreichsten Kandidaten für künftige Mikrodisplayanwendungen.

Scanning Displays

Der derzeit visionärste aber auch vielversprechendste Ansatz in der Mikrodisplay-Landschaft sind die so genannten „Retinal Scanning Displays“ (RSD) 10. Der Hersteller Microvision Inc. Entwickelt diese Technologie und auch die ETH Zürich forscht an diesem Thema. Microvision hat bereits den markt-fähigen Prototypen eines monokularen, im Tageslicht lesbaren see-through HMDs unter dem Namen Nomad entwickelt und zur Evaluation an ausgewählte Partner verteilt. Diese neuartige Technik ver-zichtet auf Flüssigkristallanzeigen, OLED u.a. und nutzt stattdessen die menschliche Netzhaut als Leinwand. Ein RSD verarbeitet die von einem Computer, einer Kamera oder aus einer anderen Quel-len stammenden Signale zu farbigen Bildpunkten, die zeilenweise direkt durch die Pupille auf die Netzhaut projiziert werden (siehe Abb. 6.4). Die Technologie beruht typischerweise auf der Verwen-dung von roten, grünen und blauen Laserstrahlen. Das Display funktioniert, indem Bildprojektoren in einem brillenartigen Gestell mit extrem schwachen Laserstrahlen Grafiken in schnellen Pulsen auf die Netzhaut des Auges „malen“, wobei jedes Pixel aus dem Zusammenspiel der Laser für rot, grün und blau erzeugt wird. Die Lichtquelle wird direkt moduliert, um die gewünschte Intensität an einer gege-benen Pixelposition zu erhalten. Ein Prototyp wurde bereits durch MitarbeiterInnen der medizinischen Fakultät der Universität Baylor (Texas) in einer klinischen Studie erprobt. In 2002 werden mehrere Unternehmen und Institutionen das Display testen, u.a. Mitglieder der ARVIKA-Konsortiums und die europäische Luftfahrtbehörde.

Kurz vor Weihnachten 2001 wurde bekannt, dass Microvision von der U.S. Army einen millionen-schweren Auftrag erhalten hat, innerhalb von 16 Monaten ein auf ihrer Technologie basierendes Display für das mobile, tragbare medizinische Computersystem INFOMEDIC zu entwickeln. INFO-MEDIC wird aus einem Wearable Computer mit drahtloser Netzverbindung und dem HMD von Microvision bestehen und mit Software zur Unterstützung des medizinischen Personals einen allge-genwärtigen, ortsunabhängigen Zugriff auf sowie die Übertragung von medizinischen Daten ermögli-chen.

Produktbeispiele einbaufähiger Mikrodisplays

Die folgenden Schemata beschreiben einige kommerziell verfügbare bzw. kurz vor der Marktreife stehende Mikro- und Minidisplays, die in handelsüblichen HMDs verwendet werden oder für den Einbau zur Verfügung stehen. Auf dem Markt sind wesentlich mehr Produkte verfügbar, deshalb wird an dieser Stelle kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben. Genannt werden in den schematischen Beschreibungen neben den verschiedenen Eigenschaften des Displays (u.a. Auflösung, Kontrast, Sichtfeld (FoV) Anzahl Farben/Graustufen etc.) insbesondere Eigenschaften wie Größe, Gewicht, Robustheit, Energieverbrauch, die für den mobilen Einsatz besonders wichtig sind. Folgende Produkte werden beschrieben:

10 Die technischen Daten des Display werden im Abschnitt über HMDs unter der Bezeichnung „Nomad Intelligent Visualisation System“ schematisch beschrieben.

Technologien 231 Kopin: CyberDisplay 640 Color Zight: CMD3X2A und Z86D-3 CMD SVGA Color eMagin: OL12C10M und OLED SVGA+ Planar: AMEL640.480.24 inVisio: OptiScape 2420 PixTech: FE524G1 Kent: 15240 Display Decade: BOB-II Video OSD (kein Display, sondern eine Ansteuerung)

CyberDisplay 640 Color

Firma Kopin

Adresse http://www.kopin.com

Beschreibung Extrem kleines Mikrodisplay mit AMLCD-Technik zum Einbau in ein HMD oder eine Clip-on-Befestigungseinheit zur Benutzung an einer handelsüblichen Brille bzw. Arbeitsschutzbrille.

Spezifikation Mikrodisplay, AMLCD

Display VGA, 640x480 Bildpunkte

16,7 Millionen Farben

Kontrast: 100:1

See-Through

FoV: 32°

Größe 14,3 x 18,5 x 8,9 mm

aktive Fläche: 7,68 x 5,76 mm

Diagonale: 9,6 mm

Gewicht 3,8 g

Robustheit 0°C bis 60°C Betriebstemperatur


150 mW (jeweils zur Hälfte für Display und Hintergrundbeleuchtung)


Digitales oder analoges Videosignal

Benutzung Einbau in HMD o.a.

Eigenschaften Wurde eingebaut u.a. in die von Xybernaut, Minolta, Olympus und Rockwell Systems angebotenen HMDs.

Verfügbarkeit kommerziell (auch monochrom mit einer Auflösung von 1280 x 1024 Bildpunkten erhältlich)

Referenzen

Quelle http://www.kopin.com/html/640_color.html (gesehen am 24.9.2001)

Datum Produkt seit 1997

http://www.kopin.com/

http://www.kopin.com/html/640_color.html

232 Kapitel VI: Ausgabe

CMD3X2A

Firma Zight (vormals Colorado Microdisplay Inc.)

Adresse http://www.comicro.com

Beschreibung Ein kleines Mikrodisplay, geeignet für den Einbau.

Spezifikation Microdisplay LCOS

Display QVGA, 320 x 240 Bildpunkte 24 bit Farbtiefe, 16,7 Mio. Farben Kontrast: > 100:1

Größe 8,5 x 62,4 x 2,74 mm aktive Fläche: 3,84 x 2,88 mm Diagonale: 4,8 mm

Gewicht

Robustheit Operating Temperature: 0°C bis 60°C Storage Temperature: -20°C bis 80°C


15mW (Display) 5V


Benutzung Einbau in ein HMD o.a.

Eigenschaften


Referenzen

Quelle http://www.zight.com/product/qvga/qvga.html

Datum Gesehen 19.12.01

http://www.comicro.com/

http://www.zight.com/product/qvga/qvga.html

Technologien 233

Z86D-3 CMD SVGA Color

Firma Zight (vormals Colorado Microdisplay Inc.)

Adresse www.comicro.com

Beschreibung

Spezifikation Microdisplay, Dynamic Nemantic LCOS

Display SVGA, 800x600 Bildpunkte

18 Bit Farbtiefe, 16,7 Mio. Farben

FoV: > 90°

Kontrast: > 100:1

1- Hz Bildwiederholrate

äquivalent zu einem 17’’ Monitor

Größe 18 x 14,16 x 3,16 mm aktive Fläche: 9,6 x 7,2 mm Diagonale: 12 mm

Gewicht 1-2 g (Display)

Robustheit Operating Temperature: 0°C bis 60°C


10mW 5V


analog und digital

Benutzung Einbau in HMD o.a. Diese Produkt wird u.a. von Liteye Microdisplay Systems in ihre Displaysysteme eingebaut.

Eigenschaften


Referenzen

Quelle http://www.zight.com/product/qvga/svga.html


http://www.comicro.com/

http://www.zight.com/product/qvga/svga.html


OL12C10M

Firma eMagin Corporation

Adresse http://www.fedcorporation.com/

Beschreibung OL12C10M war das erste kommerziell verfügbare OLED-Microdisplay.

Spezifikation Microdisplay, OLED

Display SVGA, 1280 x 1024 Bildpunkte

256 Graustufen

FoV: 160° horizontal und vertikal

Kontrast: 100:1

Bildwiederholrate: 60-106 Hz

Gewicht ~8g

Größe Aktive Fläche: 15,36 x 12,28 mm

Diagonale: 19,66 mm

Robustheit Operating Temperature: -25°C bis 55°C

Storage Temperature: -30°C bis 80°C


Helligkeitsabhängig: - 450mW bei 1000cd/m² - 45mW bei 150cd/m²

Logik: 200mW bei 75 Hz


analog und digital

Benutzung Einbau in ein HMD o.ä. Diese Mikrodisplay wurde z.B. von der Firma Virtual Vision, einer Tocher von eMagin, in die erste Variante des monokularen HMD eGlass eingebaut. Aktueller Einsatz in der Linux-Uhr von IBM/Citizen mit einer Auflösung von 640 x 480 Bildpunkten: (http://www.research.ibm.com/WearableComputing/index.html.

Eigenschaften


Referenzen

Quelle http://www.fedcorporation.com/o112c10m.html


http://www.fedcorporation.com/

http://www.research.ibm.com/WearableComputing/index.html

http://www.fedcorporation.com/o112c10m.html

Technologien 235

OLED SVGA+

Firma eMagin

Adresse http://www.emagin.com

Beschreibung Dieses Microdisplay mit Organic Light Emitting Diode (OLED), basierend auf Silizium-Chip-Technologie hat „intelligente Pixel“, da jeder Punkt einzeln angesteuert werden kann.

Spezifikation Microdisplay, OLED

Display hohe Auflösung von 740 ppi (Pixel per Inch)

SVGA, 852x600 Bildpunkte, Farbe

256 Graustufen

FoV: 35° (diagonal)

12,78mm x 9 mm

Größe 19.5 x 15.2 x 5.1 mm (inkl. Rechner und Stromversorgung)

Aktive Fläche: 12.78 x 9 mm

Diagonale: 15,6 mm

Bildwiederholrate: 60 Hz (max. 85 Hz)

Gewicht

Robustheit Betriebstemperatur: -35°C bis +70°C


< 300mW (395 mW max. (alle Pixel an))


PAL/NTSC

Mono Composite Input

VESA kompatibler R,G,B Input

Benutzung Einbau in ein HMD o.ä.

Einbau u.a. im eGlass von Virtual Vision.

Eigenschaften Lesbar auch bei Sonnenlicht.

Verfügbarkeit Kommerziell

Referenzen

Quelle IBM Wristwatch (http://www.research.ibm.com/WearableComputing/index.html)

IBM Pressemitteilung (http://www.emagin.com/pressrelease/pribmwatch.htm gesehen am 1.11.2001)

eMagin Homepage (http://www.emagin.com/svga+.htm) gesehen 30.11.2001

Datum 21.12.01

http://www.emagin.com/

http://www.research.ibm.com/WearableComputing/index.html

http://www.emagin.com/pressrelease/pribmwatch.htm

http://www.emagin.com/svga+.htm


AMEL640.480.24

Firma Planar

Adresse http://www.planar.com/

Beschreibung Mikrodisplay, zum Einbau in HMD geeignet.

Spezifikation Mikrodisplay, Emmisive AMEL


128 Graustufen

FoV: >160°

Kontrast: > 500:1

Bildwiederholrate: 60 Hz

Größe 25,7 x 23,9 x 2,4 mm aktive Fläche: 15,5 x 11,4 mm Diagonale: 19,1 mm

Gewicht < 3 g



1,3W


Analoges und digitales Videosignal

Benutzung Einbau in HMD o.ä. Diese Produkt wird von Liteye Microdisplay Systems verwendet für Liteye200 und Liteye300

Eigenschaften

Verfügbarkeit Kommerziell, aber nicht mehr zur Produktpalette der Firma gehörend, da nur noch Mini-Displays und größere Formate hergestellt werden.

Referenzen

Quelle http://www.planar.com/Website/Prod.nfs/Pages/KM1746?Opens=2&p=

Datum gesehen am 17.08.00

http://www.planar.com/

http://www/

Technologien 237

OptiScape 2420

Firma inViso

Adresse http://www.inviso.com

Beschreibung Innenelement für ein binokulares Display basierend auf zwei mechanisch verbundenen Mikrodisplays.

Spezifikation Binokulare Mikrodisplay

Display Video Display

SVGA, 800 x 600 Bildpunkte

16 Bit Farbtiefe

32° FoV

Größe 30,4 x 140 x 26,9 mm

Gewicht 60g



3,3 V mit 3-4 W (bei Digitaleingang weniger als 3 W)


TMDS (Panel Link)

Benutzung Einbau in VR-Brille

Eigenschaften Nicht durchsichtig, mit CMOS-Technologie


Referenzen

Quelle http://www.inviso.com/optiscape_2420.html


http://www.inviso.com/

http://www.inviso.com/optiscape_2420.html


FE524G1

Firma PixTech Inc.

Adresse www.pixtech.com

Beschreibung

Spezifikation Mini-Display

Display QVGR, 320x240 Bildpunkte 64 Graustufen FoV: 160° horizontal und vertikal

Größe 5.2’’

Gewicht 300g

Robustheit Operating Temperature: -45°C – 70°C (@ 25% white) und –85 (@ 50% white) Storage Temperature: -45°C – 90°C



digital – 6 bits per pixel analog – RS170

Benutzung Einbau in Handheld- oder Unterarmdisplay

Eigenschaften bei Sonnenlicht lesbar Unter der Bezeichnung FE641C1 wird bereits ein Farbdisplay angekündigt. (http://www.pixtech.com/product/color.htm)


Referenzen

Quelle http://www.pixtech.com/product/product.htm


http://www.pixtech.com/

http://www/

http://www.pixtech.com/product/product.htm

Technologien 239

15240 Display

Firma Kent Display Inc.

Adresse http://www.kentdisplays.com

Beschreibung Ein Cholesteric Liquid-crystal Display (CLCD) zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

•Kein Stromverbrauch bei stehendem Bild

•Lesbar aus jedem Winkel

•Keine Hintergrundbeleuchtung

Die Farbpixel (RGB) sind übereinander angeordnet, dadurch ist eine um den Faktor 3 höhere Auflösung möglich. Das Display behält die Information ohne Refresh bis zu einem Jahr. Das Umschalten der Bildinformation dauert 30 bis 100ms. Jedes Pixel kann dabei einzeln angesteuert werden. Videos können mit dem Display ebenfalls abgespielt werden, da sich nicht immer alle Pixel gleichzeitig ändern.

Spezifikation Cholesteric Liquid-crystal Display (CLCD).

Display Full Colour

Video-Display

Kontrast: 20-30:1 (Papier hat 20:1)

Größe 160 mm Bildschirmdiagonale ab Ende 2001

320 mm Bildschirmdiagonale ab Mitte 2003

Gewicht

Robustheit -20 °C bis 85°C


Nur zum Ändern der Anzeige wird kurzzeitig Strom gebraucht: ein Spannung von 10 bis 40 V für einen Zeitraum von 30 bis 100 ms.


Benutzung Zum Einbau

Eigenschaften Besonders gut lesbar bei Sonnenlicht. Je mehr Licht auf die Anzeige fällt, um so besser lesbar ist sie. Verhält sich wie Papier, kann von jedem Winkel gelesen werden.

Bevorzugt als Newspaperersatz. Kann aber auch für PDAs usw. als Anzeige verwendet werden. Durch den geringen Stromverbrauch besonders gut für mobile Systeme geeignet.

Verfügbarkeit Prototyp, voraussichtlich ab Ende 2001 auf dem Markt erhältlich.

Referenzen

http://www.kentdisplays.com/

240 Kapitel VI: Ausgabe Quelle „Multiple Colour High Resolution Reflective Cholesteric Liquid Crystal

Displays.“ by D. Davis, et. al. (Journal for the Society for Information Display, 1999, Vol. 7, Part 1, pp. 43-47)

„Unipolar Implementation for the Dynamic Drive Scheme of Bistable Reflective Cholesteric Displays.“ by X.Y. Huang, N. Miller, and J.W. Doane (Digest of Technical Papers XXVIII, Society for InformationDisplay, 1997, pp. 899-902).

„A bright new page in portable displays.“ von Gregory P. Crawford (Brown University) in IEEE Spectrum Oktober 2000 p. 40-47

Datum

Technologien 241

BOB-II Video OSD

Firma Decade

Adresse http://www.decadenet.com/

Beschreibung BOB ist kein Display oder Mikrodisplay, BOB ist eine Ansteuerungselektronik, die ein Videobild mit Text überlagert.

Das NTSC Videosignal kann mit bis zu 308 Zeichen überlagert werden. Das Modul ist kompatibel mit allen Mikrocontrollern und hat eine Standard RS232c Schnittstelle.

In Verbindung z.B. mit dem Sucher einer Videokamera einfache Darstellung von weiteren Informationen.

Spezifikation Text on Video Overlay Module.

Display 308 Zeichen pro Video Bild. 12x12 Pixel pro Zeichen. 12 Zeichen pro Zeile und 11 Zeilen. 128 verschiedene Zeichen.

30 Pin SIMM Bauform (Passt in Socket für Speichermodule)

Größe 3,5'' x 1.05 '' x 0.35''

Gewicht 14g

Robustheit


8-16 V

65mA


Seriell

Von jedem Micro-Controller (z.B. die BasicBriefmarke) direkt ansprechbar.

NTSC / PAL-Eingang und -Ausgang.

Composite sync Ausgang. Bei fehlendem Videoeingangssignal wird ein eigenes Signal erzeugt.

Benutzung Einbau in Computer

Eigenschaften

Verfügbarkeit Kommerziell

Referenzen

Quelle http://www.decadenet.com/bob2/bob2.html

Datum Gesehen am 20.12.2001

http://www.decadenet.com/

http://www.decadenet.com/bob2/bob2.html


Displaytechnologien im Vergleich Die folgende Tabelle zeigt je einen Vertreter transmissiver, emissiver und reflektiver Displaytypen im Überblick, um die verschiedenen Technologien miteinander zu vergleichen. Es wurde versucht, das jeweils leistungsfähigste Display aus jeder Gruppe aufzunehmen, um das derzeitige Potential im Bereich Mikro- und Minidisplays zu verdeutlichen11.

Technologie AMLCD AMEL OLED LCOS FED

Display Mode Transmissiv Emissiv Emissiv Reflektiv Emissiv

Firma Kopin Planar eMagin Zight PixTech

Produktname Cyberdisplay 640 Color

AMEL 640.480.24

OLED SVGA+

Z86D-3 FE524G1

Auflösung 640 x 48012 640 x 480 800 x 60013 800 x 600 320 x 240

Kontrastver-hältnis

100:1 > 500:1 > 100:1 100:1 k.A.

Helligkeit 76 cd/m² 258 cd/m² > 100 cd/m² k.A. 1200 cd/m²

Graustufen Kontinuierlich 128 256 Kontinuierlich 64

Farben 16.7 Millionen Mono color, k.A. 16,7 Millionen Mono

Interface Digital, analog Digital, analog Digital, analog Digital, analog Digital, analog

Betriebstemp. 0°C - 60°C -40°C - 75°C -35°C - 70°C 0°C - 60°C -45°C - 70°C

Aktive Fläche 7,68mm x 5,76mm

15,5mm x 11,4mm

12,73mm x 9mm

9,6mm x 7,2mm

105,6mm x 79,2mm

Diagonale 9,60mm 19,1mm 15,6mm 12mm 132mm

Maße 18,5mm x 14,3mm x 8,9mm

25,7mm x 23,9mm x 2,4mm

19,5mm x 15,2mm x 5,1mm

14,16mm x 3,16mm x 1,8 mm

131,6mm x 100,2mm x 15,05mm

Gewicht 3,8g < 3g ~ 8g 1,2g 300g

Field of View 32° 160° 35° (diagonal) k.A. 160°

Bildwieder-holung

120Hz 60Hz max. 85Hz max. 120Hz k.A.

Leistungs-aufnahme

Display: 75mW

Hintergrund: 75mW

Display:

1,3W

Display:

< 300mW

Display:

10mW

Display:

6,2W

Tab. 6.1: Technologievergleich Mikro- und Minidisplays

11 Da die Weiterentwicklung rapide voranschreitet, können die angeführten Mikrodisplays nur als kommerzielle Repräsentanten des aktuellen Stands auf dem Markt aufgefasst werden (Stand Dezember 2001). 12 Die Produktpalette der Firma Kopin Corp. enthält auch ein monochromes Mikrodisplay mit einer Auflösung von 1280x1024 Bildpunkten. 13 Die Firma eMagin produziert ebenfalls ein monochromes Mikrodisplay mit einer Auflösung von 1280x1024 Bildpunkten.

Technologien 243 Um diese oder andere Displays im Wearable Computing einzusetzen, werden entsprechende Halte-rungen benötigt. Mini-Displays werden hier häufig als Anzeigen für Touchscreens verwendet, die als Handheld- bzw. Unterarm-Display eingesetzt werden. Die Wearable Computer-Herstellerfirmen ViA und Xybernaut bieten z.B. jeweils ein solches Flat-Panel-Device an. Es kann mit Touchscreen-Funk-tionalität als integriertes Ein-/Ausgabedevice eingesetzt werden. Die Eingabe erfolgt dann mittels eines Stifts oder auch der Finger der anderen Hand. Je nach intendierter Einsatzumgebung werden diese Devices mit einem normalen oder einem im Sonnenlicht lesbarem Display angeboten.

Wrist Worn Flat Panel Display


Adresse www.xybernaut.com

Beschreibung Dieses Wearable-Display wird von Xybernaut zusammen mit einem ihrer Wearable Computer alternativ oder zusätzlich zu einen HMD und einer Unterarmtastatur angeboten. Es ist ein Ein-/Ausgabe-Device mit einer proprietären Schnittstelle. Es handelt sich um eine Touchscreen, der mit einem Stift oder den Fingern benutz werden kann und in zwei Varianten verfügbar ist: Indoor und Outdoor (im Sonnenlicht lesbar).

Spezifikation Unterarmdisplay

Display VGA

640 x 480 Bildpunkte

color

6” (152 mm) Display

Größe 190 x 119 x 41 mm

Gewicht 520 g (ohne Schutzabdeckung, Stift, etc.)

Robustheit Operating Temperature: 5 bis 35°C

Storage Temperature: -20 bis 60°C

Humidity: 5 bis 85% non-condensing



proprietär

Benutzung wird am Unterarm getragen, Stiftbenutzung

Eigenschaften links/rechts tragbar

Touch-Screen, Pen-Tablet

Virtuelle Tastatur mit Stiftbedienung

Vordefinierte Softwarebuttons

Indoor- und Outdoor-Variante verfügbar

Verfügbarkeit kommerziell (proprietär)

Referenzen

Quelle http://www.xybernaut.com/newxybernaut/Solutions/product/displays_product.htm


http://www.xybernaut.com/

http://www.xybernaut.com/newxybernaut/Solutions/product/displays_product.htm



Via Display indoor/ outdoor

Firma Via Inc.


Beschreibung Das ViA-Display ist ein Handheld-Display, das an den Wearable Computer der Firma ViA angeschlossen werden kann. Je nach Einsatzbereich stehen eine Indoor- und eine Outdoor-Version zur Verfügung. Letztere ist bei Sonnenlicht lesbar.

Spezifikation Handheld-Display

Display VGA oder SVGA

640 x bzw. 800 X 600 480 Bildpunkte

64.000 Farben

6,5" Display (indoor)

8,4" Display (outdoor)

Größe 228,6 x 152,4 x 19,05 mm (indoor)

254 x 117,8 x 8,89 mm (outdoor)

Gewicht 400g

Robustheit Lesbar bei Sonnenlicht (outdoor)



Benutzung in der Hand zu halten


Touch-Screen

Stiftbedienung

Linker/rechter Mousebutton

Indoor- und Outdoor-Variante verfügbar


Referenzen

Quelle http://www.via-pc.com/product/DISPLAY/DISPLAY.HTM


Für eine wirklich freihändige Benutzung, bei der die Arme und Hände zur Benutzung des Computer-systems nicht eingesetzt werden, ist allerdings die Verwendung von Headsets erforderlich, in die die Mikrodisplays unter Verwendung von optischen Linsen- und/oder Spiegelsystemen eingebaut wer-den. Eine Kombination mit einem Kopfhörer als zusätzlichem Ausgabe-Device bietet sich an. Je nach Bedarf kann ein Headset auch noch mit einem Mikrofon oder einem Trackingsystem ausgestattet werden. Ein Display mit Halterung für den Kopf wird als Head-Mounted-Display (HMD) bezeichnet. Die Displaysysteme für HMDs gibt es undurchsichtig (opaque) und halbdurchsichtig, (see-through) sowie zur Benutzung mit einem Auge (monokular) oder mit beiden Augen (binokular). Opaque, binokulare HMDs sind als VR-Brillen bekannt. Halbdurchsichtige binokulare HMDs können als AR-Brille bezeichnet werden, ihre monokularen Pendants sind jedoch auch für den Einsatz in Augmen-ted-Reality-Umgebungen geeignet und insbesondere für die Verwendung im Wearable Computing.


http://www.via-pc.com/product/DISPLAY/DISPLAY.HTM

Technologien 245 Aus diesem Grund konzentriert sich die Beschreibung in der vorliegende Studie auf monokulare HMDs, auf die im folgenden Abschnitt ausführlich eingegangen wird.

Head-Mounted Displays

Die ersten See-Through HMDs wurden bereits in den 60er Jahren entwickelt14. Ivan Sutherland setzte beispielsweise zwei miniaturisierte CRT-Monitore ein und verwendete einen halbdurchsichtigen Spiegel direkt vor den Augen der BenutzerIn, um ihre reale Sicht auf die Welt mit eingespiegelten computergrafisch generierten Stereobildern zu überlagern. Diese Technologie wird in der Fachspra-che als „optical see-through HMD“ charakterisiert. Sie war in den Anfängen immer binokular, darüber hinaus waren die HMDs meistens mit einem Trackingsystem ausgestattet, um die Blickrich-tung der BenutzerIn zu ermitteln, aus der dann die einzuspiegelnde Computergrafik abgeleitet und berechnet wurde. Alle anschließend entwickelten HMDs waren von dieser Art. Sie wurden in erster Linie für militärische Zwecke entwickelt, z.B. von Herstellern wie Kaiser Electronics und McDonnell Douglas, die diese binokularen HMDs noch heute anbieten und auch weiterentwickelt haben. Die Qualität dieser Geräte ist sehr doch, die Preise allerdings auch. Später wurden diese HMDs auch im zivilen Bereich eingesetzt, z.B. in industriellen Anwendungsbereichen und in der Medizin. In Abschnitt über die Anwendungsbeispiele wurden sie bereits erwähnt, dort wurden sie als AR-Brillen bezeichnet, da ihre vorrangige Bestimmung das überlagernde Einblenden von virtuellen Informatio-nen direkt in das Sichtfeld der BenutzerIn ist.

Heute werden als Head-Mounted-Displays allgemeine Ausgabe-Devices bezeichnet, die ein oder zwei Mikrodisplays an einer geeigneten Halterung am Kopf befestigen. Sie sind zz. die geeignetsten visu-ellen Anzeigegeräte für Wearable Computing. Der folgende Abschnitt beschreibt einige Beispiele kommerziell verfügbarer HMDs und existierender Prototypen. Es werden mehrheitlich monokulare Devices beschrieben, aufgenommen wurden aber auch zwei binokulare Geräte, die speziell für den Konsumentenmarkt entwickelt wurden. Über die beschriebenen HMDs hinaus gibt es weitere, so dass auch hier keine Anspruch auf Vollständigkeit erhoben wird. Die HMDs unterscheiden sich im wesentlichen durch das verwendete Mikrodisplay, das die erreichbare Bildqualität, wie u.a. anderem die Auflösung und Anzahl der Farben, festlegt, durch das Befestigungssystem sowie durch Trage-eigenschaften wie Größe, Gewicht, Kompaktheit und Auffälligkeit.

Produktbeispiele monokulare und binokulare HMDs

HMDs werden u.a. von den unten genannten Firmen hergestellt. Die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und auch die anschließende schematische Beschreibung einzelner Produkte und Prototypen stellt nur eine begrenzte Auswahl aus der Palette der angebotenen Produkte, Prototypen und Selbstbauten dar.

•

•

•

•

•

•

•

•

Daeyang E&C (Hersteller) bzw. Personal Display Systems Inc. (Vertrieb USA)

InVisio Inc.

Kaiser Electro-Optics Inc., eine Firma der Rockwell Collins Gruppe

Liteye Microdisplay Systems LLC (u.a. mit Mikrodisplays von Planar)

MicroOptical. Corp.

Microvision Inc.

Minolta (mit einem Mikrodisplay von Kopin)

Olympus (mit einem Mikrodisplay von Kopin)

14 Zun Stand der Technik von binokularen HMDs für Augmented Reality siehe z.B. den Beitrag von Rolland und Fuchs in [Bar01], S.113.156.


•

•

•

•

•

Reflection Technology

Shimdazu Corp. (mit einem Mikrodisplay von Zight)

TekGear Inc.

Virtual Vision Inc., eine Tochter von eMagin Corp.

Xybernaut Corp. (mit einem Mikrodisplay von Kopin)

Technologien 247

Nomad Intelligent Visualization System

Firma MicroVision

Adresse http://www.mvis.com

Beschreibung Ein neuartiges Laser-System projiziert gestochen scharfe Bilder direkt auf die menschliche Netzhaut. Die Technologie des „Retinal Scanning Displays“ befindet sich gerade in einer rasanten Weiterentwicklungsphase und wird in absehbarer Zukunft gründlich getestet und dann als erschwingliches Produkt auf dem Markt zur Verfügung stehen.

Spezifikation Monokulares HMD, Retinal-Scanning-System

Display VGA, 640 X 480 Bildpunkte

SVGA, 800 X 600 Bildpunkte

FoV: 30° horizontal, 22° vertikal

64 Graustufen, monochrom

See-Through


Gewicht 657g



12 V DC


VGA, SVGA

NTSC / PAL

Bestandteile Kopfbügel als Halterung, Display, optische Umlenkung

Eigenschaften Sehr helles Display mit gutem Kontrast. Das Display ist auch in einer binokularen Variante einsetzbar.

Verfügbarkeit Kommerzielles Produkt

Referenzen

Quelle http://www.mvis.com/facts.htm

http://www.mvis.com/retscandisp.htm


http://www/

http://www.mvis.com/facts.htm

http://www.mvis.com/retscandisp.htm


CO-1 Clip-on

Firma MicroOptical

Adresse http://www.microopticalcorp.com

Beschreibung Kleines unauffälliges Display zum leichten Anbau an ein handelsübliches Brillengestell.

Spezifikation Monokulares ClipOn-Display

Display QVGA, 320 x 240 Bildpunkte (640x480 in der Entwicklung)

16 Bit Farbe

11° horizontal FoV

NTSC

Gewicht 26g



9 V 100 mW (Display)

9 V 2,9 W (VGA Interface)

9 V 1,9 W (NTSC Interface)

Li Ion Akku


Standard VGA

Female DB-15 Stecker

NTSC und RCA Stecker

Bestandteile

Eigenschaften See-Around. Anbau an ein handelsübliches Brillengestell.

Verfügbarkeit Kommerzielles Anbausystem

Referenzen

Quelle http://www.microopticalcorp.com/Products/AV1.html


http://www.microopticalcorp.com/

Technologien 249

EG-7 Invisible Monitor

Firma MicroOptical


Beschreibung Kleines unauffälliges Display zum leichten Anbau an ein handelsübliches Brillengestell. Ein kleines Prisma wird in die Brille eingebaut und bekommt die Bilder von der Seite eingespiegelt.


Display QVGA, 320 x 240 Bildpunkte

16 Bit Farbe

FoV 10°

VGA / NTSC

Gewicht 53g inkl. Brille



9 V 100 mW Display


9 V 1,9 W (NTSC Interface)

Li Ion Akku


DB-15 Stecker

NTSC und RCA Stecker

Bestandteile

Eigenschaften Integration und Anbau an eine handelsübliche Brille. See-Around. Für rechtes oder linkes Auge konfigurierbar.


Referenzen

Quelle http://www.microopticalcorp.com/Products/index.htm



http://www.microopticalcorp.com/Products/index.htm


CO-3 Clip-on Monitor

Firma MicroOptical


Beschreibung Kleines unauffälliges Display zum leichten Anbau an ein handelsübliches Brillengestell.


Display VGA, 640 x 480 Bildpunkte

24 Bit Farbe

FoV 16°

Gewicht 40g



9 V 100 mW (Display)


Li Ion Akku


Standard VGA

Female DB-15 Stecher

Bestandteile

Eigenschaften Einfacher Anbau an eine handelsübliche Brille. See-Around.


Referenzen

Quelle http://www.microopticalcorp.com/Products/index.htm



http://www.microopticalcorp.com/Products/index.htm

Technologien 251

V-Cap 1000

Firma Virtual Vision

Adresse http://www.virtualvision.com

Beschreibung Komplettsystem mit Mikrophon, Lautsprecher und monokularem Display. Eingebaut in ein Headset

Spezifikation Monokulares HMD


Monochrom, NTSC in Farbe

28° ± 3° diagonal FoV

Kontrast: 100:1

See-Through

Gewicht < 567g

Robustheit Operating Temperature: -10°C bis 60°C Storage Temperature: -20°C bis 90°C


12 V bei 3,5 W


VGA bzw. NTSC

Bestandteile Mikrodisplay von eMagin, Halterung, Lautsprecher, Mikrofon und Kamera

Eigenschaften links oder rechts tragbar

Verfügbarkeit Kommerzielles Komplettsystem

Referenzen

Quelle Firmenprospekt von 1997 und

http://www.virtualvision.com/corpoverview.asp#product


http://www.virtualvision.com/

http://www.virtualvision.com/corpoverview.asp


eGlass

Firma Virtual Vision Inc.

Adresse http://www.virtualvision.com/

Beschreibung Ein monokulares HMD, das auch für dem Konsumenten-Bereich entwickelt worden ist. Durch die kleine und elegante Bauform gut zu verwenden. Der patentierte „Removable Eye Blocker“ kann das nicht beteiligte Auge abdecken, um in besonderen Situationen die BenutzerIn ganz auf die Anzeige im Display zu konzentrieren.


Display SVGA, 800x600 Bildpunkte 24 Bit Farbtiefe Kontrast: 100:1 See-Through FoV: 37° diagonal

Gewicht < 113 g

Robustheit -35°C + 65°C

Strom versorgung /Verbrauch

1,2 W

5 Volt

Bestandteile Display, Halterung mit Gelenkarm, Stereolautsprecher, Mikrofon, Stirnpolster und bewegliche Augenabdeckung für das zweite Auge



Referenzen

Quelle http://www.virtualvision.com/prodhw.asp


http://www/

http://www.virtualvision.com/prodhw.asp

Technologien 253

Private Eye

Firma Reflection Technology

Adresse http://www.wrq.com/products/reflection/

Beschreibung Eines der ersten monokularen HMDs, eingesetzt für und mit verschiedenen Wearable Computern. Es wurde in verschiedenen Varianten von der Phoenix Group Inc. (PGI) angeboten und in einer Vielzahl von Forschungsprojekten benutzt. Heute werden allerdings eher kleinere, weniger auffälligere Displays benutzt.


Display Video-Display

I)Private Eye: 720x240 Bildpunkte oder 80 Text Zeichen auf 25 Zeilen FoV: 21,8 ° x 14,2°

II) Serie VGA: VGA, 640x200 Bildpunkte LED, 16 Graustufen

III) Serie SVGA: SVGA, 1024x768 Bildpunkte Monochrom

1,2" x 1,3" x 3,5"

Gewicht 63g

Robustheit Spritzwasserfest,

Betriebstemperatur: 0°C bis 40°C


1/3 W


RTSI

Es gibt auch eine Video-Adaper-Karte für CGA-Text und -Graphic

Bestandteile



Referenzen

Quelle http://www.ndirect.co.uk/~vr-systems/priveye1.htm


http://www.ndirect.co.uk/~vr-systems/priveye1.htm


Data Glass 2

Firma Shimadzu

Adresse http://www.shimadzu.co.jp/hmd

Beschreibung Kleines, leichtes, monokulares HMD, speziell entwickelt für den Konsumer-Bereich (WiA); aber auch für andere Bereiche einsetzbar.


Display SVGA 800 x 600 full color

See-Through-Display

Gewicht 70 Gramm

Robustheit


5 V DC aus USB


USB, RGB 24 Bit Syncsignal zum Anschluss an VGA Port.

Bestandteile

Eigenschaften Links oder rechts tragbar, Durchsicht, kann bei Gegenlicht abgedunkelt werden.

Das HMD ist mit einem Mikrodispay von Zight ausgestattet und wird für die WiA (Wireless Internet Appliance) eingesetzt. Dieses Produkt für den Konsumentenmarkt entsteht in Kooperation mit Hitachi, Xybernaut und Microsoft.


Referenzen

Quelle http://www.shimadzu.co.jp/hmd-e/images/down/dataglass_e.pdf


http://www.shimadzu.co.jp/hmd

http://www.shimadzu.co.jp/hmd-e/images/down/dataglass_e.pdf

Technologien 255

M2 Personal Viewer

Firma TekGear

Adresse http://www.tekgear.ca

Beschreibung Der M2 Personal Viewer ist ein von vielen gelobtes, monokulares HMD für den Einsatz mit einem Wearable Computer. Das robustes Design mit sehr gutem Farbkontrast hat diesem HMD bereits einen breiten Einsatz, zumindest im Forschungsbereich, eingebracht.


Display FoV: 22° horizontal 16,6° ertical

See-Through

Full Color

Kontrast: 50:1


Gewicht 210 g

Robustheit Betriebstemperatur: 0°C bis 50°C


2 W und 5 V


26 Pin Molex UHD

Bestandteile M2 Modul mit Halterung und Ohrlautsprecher

Eigenschaften


Referenzen

Quelle http://www.tekgear.co/displays/m2/m2spec.html


http://www.tekgear.ca/

http://www.buginword.com


M1 Personal Viewer

Firma TekGear

Adresse http://www.tekgear.ca

Beschreibung Der M1 Personal Viewer ist ein monokulares HMD und das Vorgängermodell des M2. Es ist jedoch noch nicht veraltet. Es wird als HMD oder als separates Modul angeboten. Auf Bestellung baut jemand von Anubis Enterprises Electronic Services in Handarbeit das M1-Modul in eine Sonnenbrille ein.


Display VGA, 320 x 240 Bildpunkte (Mikrodisplay von Kopin)

16° horizontal FoV

.24'' Diagonale

Contrast 80:1

256 Graustufen

Beleuchtung durch SMT LED

Gewicht 113g Display-Einheit und Head-Set 170g Electronic Driver Package



20 mW 9 V mal 300 mA


VGA 15 Pin Sub D

NTSC 15 Pin Sub D

Bestandteile M1 Modul mit Headset mit Gelenkarm und Mikrofon


Verfügbarkeit Kommerzielles Komplettsystem oder M1-Modul separat zum Einbau

Referenzen

Quelle http://www.tekgear.ca/displays/m1spec.html

http://aeinnovations.com:8080/projects/m1-hmd (Bestellung Anubis Enterprises Electronic Services)


http://www.tekgear.ca/

http://www.tekgear.ca/displays/m1spec.html

http://www.buginword.com

Technologien 257

Xyberview

Firma Xybernaut

Adresse www.xybernaut.com

Beschreibung Xybernaut bietet in seiner Produktpalette neben Wearable Computern auch proprietäre Ein-/Ausgabedevices an, u.a. dieses monokulare HMD in einem vielseitig verstellbaren Halterung, das noch um eine Digitalkamera, Mikrofon und Kopfhörer erweitert werden kann.

Spezifikation


Full Color

FoV: 20° horizontal, 15° ertical

Gewicht 280g Display und

250g Head-Set


Storage Temperature: -20°C bis 60°C

Humidity: 35 bis 90%, non-condensing



proprietär

Bestandteile Display mit Spiegelsystem, als Halterung wird ein Kopfhörerbügel von Sennheiser verwendet


Verfügbarkeit kommerziell (proprietär)

Referenzen

Quelle http://www.xybernaut.com/newxybernaut/Solutions/product/displays_product.htm


http://www.xybernaut/




Liteye – 400

Firma Liteye Microdisplay Systems

Adresse http://www.liteye.com

Beschreibung Ein monokulares Mikrodisplay mit Fassung zum Anbau an beliebige Halterung, z.B.an Kopfhörer, Arbeitshelm, Arbeitsbrille etc.

Spezifikation Mikrodisplay mit Fassung

Display Full Color

FoV: 40°


Gewicht 42g

Robustheit Betriebstemperatur: -40°C bis 75°C



VGA und Videosignal

Bestandteile

Eigenschaften Anbau an verschiedene Headsets, Kopfbügel, Arbeitshelme etc. möglich


Referenzen

Quelle http://www.liteye.com/400.htm


http://www.liteye.com/

http://www.liteye.com/400.htm

Technologien 259

ProView SL35 Monocular

Firma Kaiser Electro-Optics

Adresse kttp://www.keo.com

Beschreibung Dieses monokulares HMD ist von besonders guter Qualität, allerdings liegt es preislich sehr hoch. Es ist für einen militärischen Einsatz entwickelt worden, wird bei Nachfrage aber auch an industrielle KundInnen abgegeben.



Full Color

PAL

Kontrast: 20:1

Video-Display, opaque

FoV: 27° horizontal, 21° vertikal (RS-170A) FoV: 34° horizontal, 27° vertikal (SVGA)

Gewicht 350g (Display und Kabel)



8,5W


RS 232 (Helligkeitskontrolle)

SVGA Input oder PAL TTL Analog-Pegel bei 60 Hz

Composite Input

Bestandteile

Eigenschaften keine Durchsicht möglich


Referenzen

Quelle Http://www.keo.com/proviewxl3550.htm


http://www.keo.com/

http://www.keo.com/proviewxl3550.htm


Cy Visor

Firma Daeyang E&C

Adresse http://www.personaldisplay.com/

Beschreibung Dieses binokulare, halbdurchsichtige HMD ist hervorragend geeignet zum Betrachten von Videofilm oder anderen Informationsangeboten unterwegs. Es ist zwar z.T. durchsichtig, die Abdunklung ist allerdings sehr stark, so das die Brille nicht sehr gut für Augmented-Reality-Anwendungen einsetzen kann. Auch eine monokulare Ausführung ist verfügbar, die verwendete Technologie ist LCOS.

Spezifikation AR- bzw. VR-Brille

Display SVGA 800 x 600 Bildpunkte

NTSC, PAL, SECAM, S-VHS

FoV : 31°

Begrenztes See-Through

Gewicht

Robustheit Betriebstemperatur: 10°C bis 50°C


9 V bei 600 mA mit Akku


Externe Stromversorgung möglich

D-sub 15 pin

S-Video, RCA Video

Stereo-Audioanschluss

Y/C Composite Videoeingang

Bestandteile Binokulares HMD mit Stereokopfhörern

Eigenschaften Sehr großes Display


Referenzen

Quelle http://www.cwonline.com/store/view_product.asp?Product=11

http://211.44.250.253/english/product/overview_m_1.html


http://www.personaldisplay.com/

http://www.cwonline.com/store/view_product.asp?Product=11

http://211/

Technologien 261

eShades

Firma InViso Inc.

Adresse https://www.inviso.com

Beschreibung Die eShades-Brille dient als Monitorersatz. Durch die Ausführung als Sonnenbrille ist sie überall einsetzbar.

Spezifikation VR-Brille


18 Bit Farbtiefe

32° FoV

opaque


Gewicht 28,8g

Robustheit Operating Temperature: -10°C bis 60°C Storage Temperature: -20°C bis 80°C Humidity: 95%, non-condensing



Standard VGA Port

Bestandteile

Eigenschaften Ergonomisches Brillendesign


Referenzen

Quelle http://www.inviso.com/eshades.html


https://www.inviso.com/

http://www.inviso.com/eshades.html


Akzeptanzfaktoren

Abhängig vom beabsichtigten Einsatzgebiet und von den vorhandenen Umgebungsbedingungen muss die AnwenderIn entsprechend der zu unterstützenden mobilen Tätigkeit aber auch unter Berücksichti-gung der Bedürfnisse der BenutzerIn ein geeignetes HMD auswählen. Wichtige Faktoren dabei sind z.B. das Gewicht, aber auch die Kompaktheit, der Tragekomfort und auch ästhetische Gesichtspunkte. Dabei ist zu bemerken, dass die Akzeptanz bei HMDs ähnlich umstritten ist, wie bis vor kurzem noch die Akzeptanz herkömmlicher Headsets z.B. für eine Spracheingabe am Computer. Durch die Verbreitung von Headsets bei der Benutzung von Mobiltelefonen kann heute mit einer Gewöhnung an ein derartiges Equipment gerechnet werden, so dass sich die Akzeptanz hier erhöhen könnte.

Bisher konnten sich viele BenutzerInnen nicht mit den Trageeigenschaften, dem Aussehen und der „Frisurenfeindlichkeit“ von Kopfbügelhalterungen anfreunden. Das gilt um so mehr, je größer und sichtbarer sie sind, was bei HMDs, wie oben zu sehen ist, bei vielen Modellen immer noch der Fall ist. Für den anvisierten Freizeit- und Konsumentenmarkt, aber auch für den Dienstleistungs- und Managementbereich sind diese Faktoren enorm wichtig, da sie eine wesentliche Rolle bei der Einfüh-rung von HMDs spielen. Zu begrüßen sind deshalb die Entwürfe und Prototypen, die an eine her-kömmliche Brille angeklickt bzw. in diese integriert werden. Der Trend wird in diese Richtung gehen, das lässt sich an der bisherigen Entwicklung ablesen. Bestimmt wird er jedoch in erster Linie von einem überzeugenden Mehrwert für die BenutzerIn und nicht nur von den Formfaktoren.

Beim Einsatz in industriellen Anwendungsbereichen treten Eigenschaften wie ästhetisches Aussehen und Frisurenfeindlichkeit in den Hintergrund, da die BenutzerIn aus u.a. Arbeitsschutzgründen in vielen Fällen bereits Schutzkleidung, u.a. einen Schutzhelm oder eine entsprechende Schutzbrille tragen muss. Hier ist vielmehr zu klären, ob HMDs in den Schutzhelm integriert werden können und welche Einschränkungen im Sichtbereich der BenutzerIn in Kauf genommen werden müssen. Einige Firmen, z.B. Liteye Microdisplay Systems, bieten bereits Lösungen zur Integration von Displays in spezielle Helme wie etwa Schutzhelme (siehe Abbildung 6.6) oder auch Pilotenhelme an. Darüber hinaus stehen hardware-ergonomische Untersuchungen der angebotenen Displays noch aus.

Die Fortschritte bei der Entwicklung von Mikrodisplays und HMDs gehen eindeutig in Richtung einer weiteren Miniaturisierung. Allerdings ist auch zu beobachten, dass so manches HMD nicht mehr produziert wird, da die Nachfrage noch nicht groß genug ist und kommerzielle Hersteller mit der Zeit das Interesse verlieren. Hier besteht die Gefahr, dass der Fortschritt in diesem Bereich an den noch fehlenden Anwendungsprogrammen für Wearable Computing stecken bleibt. Das klassische Henne-Ei-Problem tut sich auf.

Sieht man von den noch offenen Fragen bzgl. der Eigenschaften der Hardware visueller Ausgabe-Devices ab, lässt sich ein enormer Forschungs- und Entwicklungsbedarf bezüglich der Informations-präsentation und softwareergonomischer Regeln ausmachen. Jeder, der schon einmal ein monokulares HMD aufgesetzt hat, wird bestätigen, dass die Anzeige in einem monokularen HMD eine andere sein muss, als z.B. auf einem Desktop- oder Laptop-Bildschirm. Bei einer Neubewertung softwareergo-nomischer Regelwerke geht es aber nicht allein um die Gestaltung der Bildschirmoberfläche, die gesamte Interaktion zwischen Mensch und Computer muss für mobile, tragbare Computersysteme neu durchdacht werden. Allein die Tatsache, dass mobile Tätigkeiten z.B. in der Bewegung durchge-führt werden, und dass die primäre Aufgabe der BenutzerIn nicht die Benutzung eines Computersys-tems ist, macht den Unterschied aus.

Anhang A

Literatur

Referenzen [Abo00] Abowd, G.D.; Mynatt, Elisabeth D. Mynatt (2000): Charting Past, Present and

Future Research in Ubiquitous Computing. In: Transactions on Computer-Human Interaction. Special Issue on HCI in the new Millenium. 7, 1 (März 2000). ACM, S. 29-58

[Bar01] Barfield, Woodrow; Caudell, Thomas (Eds.) (2001): Fundamentals of Wearable Computers and Augmented Reality. Lawrence Erlbaum: Mahwah, NJ, London

[Bas97] Bass, L.; Kasabach, C.; Martin, R.; Siewiorek, D.; Smailagic, A.; Stivoric, H. (1997): The Design of a Wearable Computer. In : Proc. of CHI'97, ACM, S. 139-146

[Bas97] Bass, L.; Kasabach, C.; Martin, R.; Siewiorek, D.; Smailagic, A.; Stivoric, H. (1997): The Design of a Wearable Computer. In: CHI'97,ACM, S.139-146

[Bau98] Bauer, M.; Heiber; T.; Kortuem, G.; Segall, Z. (1998): A Collaborative Wearable System with Remote Sensing. In: ISWC'98, 2. International Symposium on Wearable Computer. Pittsburgh, Pennsylvania. October 19-20 1998. IEEE, S.10-17

[BildWiss00] Froböse Freier, R. (2000): Platt gemacht, In: Bild der Wissenschaft, Heft 9, 2000.

[Bli01] Blittkowsky, R. (2001): Kommunikative Klamotten - Anziehbare Computer für jede Gelegenheit. In: c’t 15/2001, S.84-89

[Bor01] Boronowsky, M.; Nicolai, T.; Schlieder, C.; Schmidt, A. (2001): Winspect: A Case Study for Wearable Computing-Supported Inspection Tasks. In: ISWC'2001, 5. International Symposium on Wearable Computer, October 8-9, Zürich. IEEE, S. 163-164

[Bre99] Brewster, S.; Walker, A. (1999): Non-Visual Interfaces for Wearable Computers. In: Proc. Of IEE Workshop on Wearable Computing (00/145), IEE Press

263

264 Anhang A

[Bux97] Buxton, W.A.S. (1997): Living in Augmented Reality: Ubiquitous Media and

Reactive Environments. In: Finn, K.; Sellen, A.J.; Wilbur, S. B. (Eds.): Video Mediated Communication. Lawrence Erlbaum Associates: Mahawah, New Jersey, S.363-384

[c’t2000] Kuhlmann, U. (2000): Kleinanzeigen, In: c’t, Nr. 4, 2000.

[c’t2001] c’t 18/2001, S.28

[Cacm93] Communications of the ACM, Juli 1993.

[Car96] Carvey, P. (1996): Technology for Wireless Interconnection of Warable Personal Electronic Accessories. In: VLSI Signal Processing IX, IEEE Press, S.13-22

[chip2000] chip, September 2000, S.184

[Coo97] Cooperstock, J.R., Fels, S.S., Buxton, W., Smith, K.C. (1997): Reactive Environments – Throwing away your keyboard and mouse, In: Communications of the ACM, Vol. 40, Heft 9, S. 65-73, September 1997.

[Doh97] Dohrmann, C. (1997): Agentenbasierter Gruppenterminkalender, In: Proc. AAA (Agenten, Assistenten, Avatars)’97, Darmstadt, Germany, Oktober 1997.

[Fei93] Feiner, S., MacIntyre, B., Seligmann, D. (1993): Knowledge-based Augmented Reality, In: Communications of the ACM, Vol. 36, Heft 7, S. 53-62, July 1993.

[Fei97] Feiner, S.; MacIntyre, B.; Höllerer, T.; Webster, A. (1997): A Touring Machine: Prototyping 3D Mobile Augmented Reality Systems for Exploring the Urban Environment. In: ISWC'97 1. International Symposium on Wearable Computer. Cambridge, Mass. October 1997. IEEE, S.74-81

[Fei99] Feiner, S. (1999): The Importance of Being Mobile, Some Social Consequences of Wearable Augmented Reality Systems. In: Proc. of IWAR'99 (International Workshop on Augmented Reality), San Francisco, CA, USA, October 20-21, IEEE, S.145-148

[Fin96] Finger, S.; Terk, M.; Subrahmanian, E.; Kasabach, C.; Prinz, F.; Siewiorek, D.P.; Stivoric, J.; Weiss, L. (1996): Rapid Design and Manufacture of Wearable Computers. In: Com. of the ACM Vol. 39, No. 2, S. 63-70

[Gem01] Gemperle, Francine; Ota, N.; Siewiorek, D. (2001): Design of a Wearable Tactile Display. In: Proc. of ISWC'2001 October 8-9, Zürich, IEEE, S. 5-12

[Haw97] Hawley, M., Dunbar Poor, R., Tuteja, M., (1997): Things that Think, In: Personal Technologies, Vol. 1, Heft 1, S. 21-27, Springer-Verlag, London, 1997.

[Her91] Herzog, O.; Rollinger, C.R. (Ed) (1991): Text Understanding in LILOG: Integrating Computational Linguistics and Artificial Intelligence. Final Report on the IBM Germany LILOG-Project., Berlin, Heidelberg: Springer.

[Höl99] Höllerer, T.; Feiner, S.; Pavlik, J. (1999): Situated Documentaries: Embedding Multimedia Presentations in the Real World. In: Proc. Of ISWC'99, San Francisco, CA, USA, October 18-19, IEEE, S. 79-86

[Höp97] Höppner, S. (1997): Kommunikation im Zeitalter der Informationsgesellschaft: Der Kommunikationsagent, In: Proc. AAA (Agenten, Assistenten, Avatars)’97, Darmstadt, Germany, Oktober 1997.

Literatur 265

[Kir97] Kirste, T.; Rieck, A.; Schumann, H. (1997): Die Herausforderung des Mobile Computing: Die Anwendungsperspektive. In: Proc. of AAA'97 (Agenten, Assistenten, Avatars), Darmstadt, 28.-29.10.1997

[Kor99] Kortuem, G.; Bauer, M.; Segall, Z.: (1999): NETMAN: The Design of a Collaborative Wearable Computer System. In: Journal on Mobile Networks and Applications (MONET), Vol.4, No.1, ACM/Baltzer, S.49-58

[Kuh00] Kuhlmann, Ulrike (2000): Kleinanzeigen - Microdisplays können den Mobilgerätemarkt revolutionieren. In: c't Heft 4, Heise Verlag, S.300-303

[Kym98] Kymissis, J.; et. al. (1998): Parasitic Power-Harvesting in Shoes. In: Proc. of ISWC’98. IEEE CS Press, S. 132-139

[Leo97] Leoni, N.; Amon, C. (1997): Thermal Design for Transient Opertion of the TIA Wearable Computer. In: Proc. of ASME InterPack, Vol 2. ACM, S.2151-2161

[Man96] Mann, S. (1996): Smart Clothing: The Shift to Wearable Computing. In: Com. of the ACM, Vol. 39, No.38. S.23-24

[Man98] Mann, S. (1998): Definition of „Wearable Computer“, In: Proc. International Conference on Wearable Computing ICWC-98, Fairfax VA, USA, Mai 1998.

[Man02] Mann, S. (2002): Intelligent Image Processing. Wiley&Sons: New York.

[Mat01] Mattern, F. (2001): Pervasive/Ubiquitous Computing. In: Informatik Spektrum. Band 24, Heft 3, S. 145-147

[Mül97] Müller, J., André, E., Rist, T. (1997): Ein Präsentationsagent für WWW- und Desktop-Applikationen, In: Proc. AAA (Agenten, Assistenten, Avatars)’97, Darmstadt, Germany, Oktober 1997.

[Nor98] Norman, D.A. (1998): The Invisible Computer. MIT Press

[Pfl01] Pflüger, Jörg (2001): Konversation, Manipulation, Delegation. Zur Geistesgeschichte der Interaktivität. In: Hellige, H.D. (Hg.): Visionen, Paradigmen und Leitmotive in der Geschichte der Informatik. Berlin et. a.: Springer (im Erscheinen)

[Pic00] Picard, Rosalind W.(2000): Affective Perception. In: Com. of the ACM Vol.43, No.3, S. 50-51

[Pic97a] Picard, Rosalind W. (1997): Affective Computing. MIT Press: Cambridge, Massachusetts; London, England

[Pic97b] Picard, Rosalind W.; Healey, J. (1997): Affective Wearables. In: Proc. of ISWC'97, Cambridge, Mass. October 1997, IEEE, S.90-97

[Pie97] Piesk, J., Trogemann, G. (1997): Dialogfähige 3D- Charaktere in emotionsbasierten Lernumgebungen, In: Proc. AAA (Agenten, Assistenten, Avatars)’97, Darmstadt, Germany, Oktober 1997.

[Pos00] Post, E.; et al. (2000): E-broidery: Design and Fabrication of Textile-Based Computing. In: IBM Systems Journal 39, Nr. 3, S. 840-850

[Pos98] Post, J.; et al. (1997): Intradbody Buses for Data and Power. In: Proc. of ISWC’97. IEEE CS Press, S. 52-55

266 Anhang A

[Rho97] Rhodes, B.J. (1997): The Wearable Remembrance Agent: A System for

Augmented Memory, In: Proc. of ISWC (1st International Symposium on Wearable Computers), Cambridge, Massachusetts, USA, 13./14. Oktober 1997.

[Saw00] Sawhney, N.; Schmandt, C. (2000): Nomadic Radio: Speech and Audio Interaction for Contextual Messaging in Nomadic Environments. In: ACM Transactions on Computer-Human Interaction. Vol.7, No.3, S.353-383

[Sch97] Schuster, H. (1997): PinaWeb – Eine persönliche Zeitung aus dem World Wide Web, In: Proc. AAA (Agenten, Assistenten, Avatars)’97, Darmstadt, Germany, Oktober 1997.

[Scr97] Scriba, J. (1997): Die Chips erweitern die Sinne, In: Spiegel 11/97, Spiegel-Verlag, Hamburg, 1997.

[Sie95] Siegel, Jane; Kraut, R.E.; John, Bonnie E.; Carley, Kathleen M. (1995): An Empirical Study of Collaborative Wearable Computer Systems. In: CHI'95 Companion, ACM, S. 312-313

[Sie97] Siegel, Jane; Bauer, M. (1997): A Field Usability Evaluation of a Wearable System. In: Proc. of ISWC'97, IEEE, S.18-22

[Sie99] Zellmann, B. (1999): Flach, flexibel, futuristisch – die organischen Leuchtdioden, In: Siemens-Zeitschrift: Forschung und Inovation, Heft 2, 1999.

[Sma98] Smailagic, A.; Siewiorek, D.; Martin, R.; Stivoric, J. (1998): Very Rapid Prototyping of Wearable Computers: A Case Study of VuMan 3 Custom versus Off-the-Shelf Design Methodologies. In: Journal on Design Automation for Embedded Systems. Vol.2/3, Kluver Academic Pub., S. 217-230

[Sma99] Smailagic, A.; Siewiorek, D. (1999): User-Centered Interdisciplinary Concurrent System Design. In: ACM Mobile and Communications Review. Vol3, No.3, S. 43-52

[Spi97] Spierling, U., Pipke, K., Müller, W. (1997): Konzeption und Visualisierung einer agentenbasierten Benutzungsoberfläche für Tätigkeiten im Büro der Zukunft, In: Proc. AAA (Agenten, Assistenten, Avatars)’97, Darmstadt, Germany, Oktober 1997.

[Sta01b] Starner, T. (2001): The Challenges of Wearable Computing: Part 1. In: IEEE MICRO, Vol. 21, No.4, S. 44-52

[Sta01b] Starner, T. (2001): The Challenges of Wearable Computing: Part 2. In: IEEE MICRO, Vol. 21, No.4, S. 54-67

[Sta97] Starner, T.; Mann, S.; Rhodes, B.; Levine, J.; Healey, Jennifer, Kirsch, Dana, Picard, Rosalind W.; Pentland, A. (1997): Augmented Reality Through Wearable Computing. Technical Report No. 397, MIT, S.1-9

[Sta99] Starner, T. (1999): Wearable Computing and Context Awarenes. Doctoral Dissertation, MIT MediaLab, Cambridge, Mass.

[Ste98] Stein, R.; Ferrero, S.; Hetfield, Margaret; Quinn, A.; Krichever, M. (1998): Development of a Commercially Successful Wearable Data Collection System. In: ISWC'98, 2. International Symposium on Wearable Computer, Pittsburgh, Pennsylvania. October 19-20 1998, S.18-24

Literatur 267

[Stre98] Streitz, N., Konomi, S., Burkhardt, H.-J. (Eds.) (1998): Cooperative Buildings -

Integrating Information, Organization, and Architecture. Proc. of CoBuild'98. Darmstadt, February 1998. Heidelberg: Springer 1998.

[Stre99] Streitz, N.A.; Siegel, J.; Hartkopf, V.; Konomi, S. (Eds.) (1999): Cooperative Buildings, Integrating Information, Organization, and Architecture. Proc. of CoBuild'99, Pittsburgh, USA, October 1-2, 1999. Heidelberg: Springer 1999.

[Sus99] Susen, A.: Spracherkennung: Kosten, Nutzen, Einsatzmöglichkeiten. Berlin, Offenbach: VDE-Verlag 1999.

[Thor98] Thorp, E.O. (1998): The Invention of the First Wearable Computer. In: ISWC'98, 2. International Symposium on Wearable Computer, Pittsburgh, Pennsylvania. October 19-20 1998. IEEE, S. 4-8

[Wah00] Wahlster, W (Ed.): Verbmobil: Foundations of Speech-to-Speech Translation. Berlin et. al.: Springer, 2000

[Wan95] Want, R., Schilit, B.N., Adams, N.I., Gold, R., Petersen, K., Goldberg, D., Ellis, J.R., Weiser, M., (1995): The PARCTAB Ubiquitous Computing Experiments, MIT-Report, 1995.

[Web96] Webster, A.; Feiner, S.; MacIntyre, B.; Massie, W.; Krueger, T. (1996): Augmented Reality in Architectural Construction, Inspection, and Renovation. In: Proceedings of ASCE 3d Congress on Computing in Civil Engineering, S. 913-919

[Wei91] Weiser, M. (1991): The Computer for the 21st Century. In: Sientific America, 265(3), S. 94-104

[Wei93] Weiser, M. (1993): Some Computer Sciences Problems in Ubiquitous Computing, In: Communications of the ACM, Vol. 36, Heft 7, S. 75-85, Juli 1993.

[Wel93] Wellner, P.; Mackay, Wendy; Gold, R. (1993): Computer-Augmented Environments: Back to the Real World (Introduction). In: Communications of the ACM Vol.36, No.7, S. 24-26

[Win96] Winograd, T. Hrsg. (1996): Bringing Design to Software, Addison-Wesley, ACM Press, 1996.

[Woo96] Wooldridge, M., Müller, J.P., Tambe, M. (Hrsg.) (1996): Intelligent Agents II – Agent Theories, Architectures, and Languages, Lecture Notes in Artificial Intelligence, Volume 1037, Springer-Verlag, 1996.

[Zim96] Zimmerman, T.G. (1996): Personal Area Network: Near-field intrabody cumminication. In: IBM Systems Journal, Vol 35, No 3&4 - MIT Media Lab. S. 609-617

[Zim99] Zimmerman, T.G. (1999): Wireless networked digital devices: A new paradigm for computing and communication. In: IBM Systems Journal, Vol 38, No 4 - Pervasive Computing.

268 Anhang A

Online-Informationen

[CMDWhite] CMD White Paper – Which microdisplay is right für your application?, URL: www.comicro.com

[Gar01] Gartner Identifies Emerging Technology Trends During Garntner Symposium/ITxpo 2001. 8.10.2001

URL: http://www3.gartner.com/5_about/press_releases/2001/pr20011009a.html

[Live] The Liveboard, Beschreibung und Produktspezifikation,

URL: www.liveworks.com/live-board/welcome.html

[Micro] Einführung in die Mikrodisplaytechnologie, Linksammlung, URL: www.mdreport.com

[Vuman] Das VuMan-Projekt an der Carnegie Mellon University,

URL: www.cs.cmu.edu/~wearable/

[wearlab] Die Homepage des Bremer WearLabs, eines virtuellen Labors zu Wearable Computing

URL: http://www.wearlab.de

[WearSAT02] Der WearSAT (Wearable Situation Aware Terminal) des MIT MediaLab (gesehen: 10.12.02)

URL: http://whitechapel.media.mit.edu/people/schwartz/wearsat/index.html

[wwwActiveBadge1] This page describes the deployment of Active Badge research prototypes.

URL: http://www.uk.research.att.com/ab.html

[wwwActiveBadge2] Die Bestellseite für Active Badges

URL: http://www.activebadges.com/

[wwwBluetooth] The Official Bluetooth Website, URL: www.bluetooth.com

[wwwBUSTER] Die Hompage des BUSTER-Projekts

URL: http://www.semantic-translation.com/

[wwwDesignCMU] School of Design der Carnegie Mellon University (gesehen: 19.12.01)

URL: http://www.cmu.edu/cfa/design/index.html

[wwwLBS] Eine Web-Seite, die kommerzielle Angebote zu Location-Based Services anbietet (gesehen 19.01.02)

URL: http://www.lbsz.com/lbsz.htm

Literatur 269

[wwwPenComputing02]

Pen Computing bietet eine Übersicht über PDAs mit Testberichten zu einzelnen Geräten (gesehen: 10.12.02)

URL: http://www.pencomputing.com

[wwwVerbmobil] Die Homepage des Verbundprojekts VERBMOBIL,

URL: http://verbmobil.dfki.de/

[wwwWECA01] Die offizielle Homepage der Wireless Ethernet Compatibility Alliance (gesehen: 10.12.02)

URL: http://www.wirelessethernet.org/

[wwwZDF02] ZDF online bietet eine Übersicht über GSM-Mobiltelefone; eine nach verschiedenen Kriterien beschränkbare Suche ist möglich (gesehen: 10.12.01)

URL: http://www.zdf.de/ratgeber/wiso/telefon/30774

Anhang B

Firmenverzeichnis

3Com GmbH Firmensitz Max-Planck-Strasse 3

85609 Aschheim-Dornach Germany Tel.: +49 (89) 25 000 - 0 Fax: +49 (89) 25 000 - 111 URL: http://www.3com.de/

Produkt WLAN (Airconnect)

5DT (Fifth Dimension Technologies) Firmensitz 25 De Havilland Crescent, P.O. Box 5

Persequor Park, 0020 Pretoria South Africa Tel.: +27 12 349 2690 Fax: +27 12 349 1404 E-Mail: [email protected] URL: http://www.5dt.com

Produkt Datenhandschuh (5DT Data Glove)

Advanced Recognition Technologies Firmensitz 3375 Cochran Street

Simi Valley, CA 93063 USA Tel.: (805) 581-3999 Fax: (805) 581-3994 E-Mail: [email protected] URL: http://www.artcomp.com/

Produkt Marktführer in Sprach- und Handschriftenerkennung

271

272 Anhang B

Anoto AB Firmensitz Mäster Samuelsgatan 56

plan 3 111 21 Stockholm Sweden Tel.: +46 (0) 8-410 78 500 Fax: +46 (0) 8-410 78 501 E-Mail: [email protected] URL: http://www.anoto.com

Produkt Eingabe-Device (Digital Pen)

ART+COM AG Firmensitz Geschäftsbereich Information, Education, Entertainment

Kleiststraße 23-26 D-10787 Berlin Germany Tel.: +49 (30) 210 01 0 Fax: +49 (30) 210 01 555 E-Mail: [email protected] URL: http://www.artcom.de

Produkt Mobile WebCam (Urban Jungle Pack bzw. IRes)

ASL – Applied Science Laboratories Firmensitz 175 Middlesex Turnpike

Bedford, MA 01730 USA Tel.: +01 (781) 275-4000 Fax: +01 (781) 275-3388 E-Mail: [email protected] URL: http://www.a-s-l.com

Produkt Video-Eye-Tracking (Model 501)

Aurora Systems Inc. Firmensitz 60 Daggett Dr.

San Jose, CA 95134 USA Tel.: +01 (408) 452-5559 Fax: +01 (408) 452-5568 URL: http://www.aurora-sys.com/

Produkt Mikrodisplay (LCD-Technologie)

Firmenverzeichnis 273

Brain Actuated Technologies Inc. Firmensitz 139 E. Davis Street

Yellow Springs, Ohio USA 45387 Tel.: +01 (937) 767 2674 Fax: +01 (937) 767 7366 E-Mail: [email protected] URL: http://www.brainfingers.com

Produkt Biosensor (Cyberlink)

Cambridge Display Technology (CDT) Ltd. Firmensitz Greenwich House

Madingley Rise, Madingley Road Cambridge CB3 0HJ United Kingdom Tel.: +44 (1223) 723555 Fax: +44 (1223) 723556 E-Mail: [email protected] URL: http://www.cdtltd.co.uk/

Produkt Mikrodisplays (OLEP-Technologie)

CDI - Computing Devices International (Tochter von Ceridian) Firmensitz 8800 Queen Avenue South

Bloomington, MN 55431-1996 USA GSA#: GS-35F-4036D Tel.: 1-800-WEARABL/612-921-6100 Fax: 612-921-6966 URL: http://home.dwave.net/~fwpc/ bzw. http://www.ceridian.com

Produkt Wearable Computer (The Wearable)

Charmed Technology, Inc. Firmensitz 9601 Wilshire Blvd., Suite 735

Beverly Hills, CA 90210 Tel.: +01 (310) 432-2600 Fax: +01 (310) 432-2601 E-Mail: [email protected] URL: http://www.charmed.com

Produkt Wearable Computer (Charmit developers´s Kit)

mailto:[email protected]


274 Anhang B

Cirque Corp. Firmensitz 2463 South 3850 West Suite A

Salt Lake City Utah 84120 USA Tel.: (801) 467-1100 Fax: (801) 467-0208 E-Mail: URL: http://www.cirque.com/

Produkt Touchpad (Cruise Cat)

Colorado MicroDisplay Inc. (seit Mai 2001 „Zight“, seit Dez. 2001 nicht mehr erreichbar) Firmensitz 3360 Mitchell Ln Bldg A

Boulder, Colorado 80301 USA Tel.: +01 (303) 546-9700 Fax: +01 (303) 546-9800 E-Mail: [email protected] URL: http://www.comicro.com/ bzw. http://www.zight.com

Produkt Mikrodisplay (LCOS-Technologie)

Compaq Computer GmbH Firmensitz Humboldtstr. 8

85609 Dornach Tel.: (89) 9933-0 Fax: (89) 9933-1166 URL: http://www.compaq.de /

Produkt PCs, Laptops, PDAs und Zubehör (iPAQ H3600 Pocket PC)

Cybercompanion Firmensitz Axel Flöte

P.O.Box 286265 28361 Bremen Germany Tel.: +49 (0) 421 539 5290 Fax: +49 (0) 421 539 4155 E-Mail: [email protected] URL: http://www.cybercompanion.de

Produkt Wearable Computer (CyberCompanion)



Cyberworld, Inc. Firmensitz 960 Teron Road

Suite 513 Kanata, Ontario Canada K2K 2B6 Tel.: +01 (613) 271-0809 Fax: +01 (613) 271-8164 URL: http://www.cwonline.com/

Produkt Mobile VR-Brille (Cy Visor)

Daewoo Electronics Co. Ltd. Firmensitz Head Office

295 kongdan-dong, Kumi, Kyongsangbuk-do Korea Tel.: +82 (546) 467-7114 Fax: +82 (546) 461-8788 URL: http:// www.dwe.co.kr/

Deutschland Daewoo Electronics Deutschland GmbH (DEG) Otto-Hahn Strasse 21 35510 Butzbach Germany Tel.: +49 (6033) 9691-57 Fax: +49 (6033) 9691-59

Produkt Monitore, Mikrodisplay (TMA-Technologie)

Daeyang E&C (U.S.-Vertrieb durch Personal Display Systems Inc.) Firmensitz 9F, Dhung Nam B/D, 1329-3, Seo Cho-Dong, Seo Cho-Gu

Seoul, Korea Tel : 82-2-3486-0141 Fax : 82-2-3486-0445 E-Mail : [email protected] URL: http://www.personaldisplay.com/

Produkt Mobile VR-Brille (binokular und monokular)

Decade Engineering Firmensitz 5504 Val View Drive, SE

Turner, OR 97392 USA Tel.: +01 (503) 743-3194 Fax: +01 (503) 743-2095 URL: http://www.decadenet.com/

Produkt Ansteuerungselektronik (BOB-II Video OSD)


http://www.personaldisplay.com/

276 Anhang B

Displaytech™ Inc. Firmensitz 2602 Clover Basin Drive

Longmont, CO 80503-7603 USA Tel.: +01 (303) 772-2191 Tax: +01 (303) 772-2193 E-Mail: [email protected] URL: http://www.displaytech.com/

Produkt Mikrodisplay (LED-Technologie)

Display Research Laboratories Inc. Firmensitz 2051 Grant Road, Suite 250

Los Altos, CA 94024 USA Tel.: +01 (650) 969-3670 Fax: +01 (650) 969-3769 E-Mail: [email protected] URL: http://www.drl-usa.com/

Produkt Mikrodisplay (AMVF-Technologie)

E2 Solution Firmensitz 265 W. California Blvd. #4

Pasadena, CA 91105 USA E-Mail: [email protected] URL: http://www.e2solutions.com/

Produkt Chording Keyboard (DataEgg)

el-mar Inc. Firmensitz 48 Evanston Drive

Downsview Ontario, Canada M3H 5P3 Fax: +01 (416) 978-4317 E-Mail: [email protected] URL: http://www.interlog.com/~elmarinc/

Produkt Video-Eye-Tracking System (Vision 2000)




eMagin Corp. Firmensitz 2070 Route 52, Building 334

Hopewell Junction, New York 12533 USA Tel.: +01 (845) 892-1900 Fax: +01 (845) 892-1901 E-Mail: [email protected] URL: http://www.fedcorporation.com/

Produkt Marktführer Mikrodisplays (OLEP-Technologie)

Equal Access Computer Technology Inc. Firmensitz EASI Corp

PO Box 818 Lake Forest CA 92609 USA Tel.: +01 (949) 916-2837 E-Mail: [email protected] URL: http://www.rit.edu/~easi/index.htm

Produkt Eingabe-Devices (The Minimal Motion Computer Access System)

Freedom Scientific Blind/Low Vision Group Firmensitz 11800 31st Court North

St. Petersburg, FL 33716-1805 USA Tel.: +01 727-803-8000 URL: http://www.freedomscientific.com

Produkt IT-Geräte für Sehbehinderte (Braille Lite M40)

GPS GmbH Firmensitz Lochhamer Schlag 5a

D-82166 Gräfelfing Tel.: (89) 858364-0 Fax: (89) 858364-44 URL: http://www.garmin.de/

Produkt kleiner GPS Empfänger (GPS 35 LSV PC)


Anhang D

Glossar

Active Matrix LCD LCD mit eigener Pixelansteuerung durch Dünnfilmtransistor (Thin Film Transistor)

Augmented Reality Die "Augmented Reality" (AR) ist eine Form der Mensch-Maschine-Interaktion, bei der die Umgebung der BenutzerIn mit computergenerierten Informationen erweitert.

Field Emission Display kalte Feldemission von Elektronen

Flat-Panel Display Ein meist portables sehr dünnes Display

Full-Duplex engl. für Vollduplex

Head-Mounted Display Am Kopf befestigtes Display, kann nur für ein oder auch zwei Augen sein. Als Bezeichnungen treten auch Head-Up Display (HUD) oder Head-Worn Display auf.

hot swappable Komponenten (z.B. eine Festplatte, oder auch ein Akku) können bei eingeschaltetem, laufenden System ausgetauscht werden

In Plane Switching LCD mit beiden Pixelelektroden auf einer Seite (aufgeklappter Kondensator)

Indium Tin Oxyde Indium-Zinnoxid

Light Emitting Diode Leuchtdiode

Liquid Crystal Display Flüssigkristall-Anzeige

Mensch-Maschine Interface Allgemeiner Begriff für die Benutzungsoberfläche für Computersysteme (sowohl für PCs als auch für Anlagen, die z.B. in der Automatisierungstechnik zu finden sind).

Mobile Language Translation System ein mobiles Übersetzungssystem für Sprache

Organic Light Emitting Diode Organisches Licht emittierende Dioden

Pixel kleinste darstellbare Informationseinheit, z.B. kleines Quadrat

Plasma adressed Liquid Crystal plasmaangesteuertes LCD

Port Replicator Eine Art „abgeschwächte“ Dockingstation, die weitere Anschlüsse zur Verfügung stellt

QWERTY Die ersten 6 Buchstaben der dritten Reihe auf einer amerikanischen Tastatur bis zum "Y". Tastaturen mit einer

302 Glossar

solchen Tastenanordnung werden oft Qwerty-Tastaturen genannt.

RS-232 9- oder 25-poliger serieller Schnittstellenstandard für den PC

Super Twisted Nematic Flüssigkristalle mit Verdrillwinkel 180° - 270°

Thin Film Transistor Dünnfilm Transistor, siehe AMLCD

TN – Twisted Nematic Flüssigkristalle mit Verdrillwinkel 90°

Video Graphics Array übliche Minimalauflösung im PC-Bereich 640 x 480 Pixel (bei 16 Farben), oder 256 Farben bei 320 x 200 Pixel

Voive-over-Internet-Protocol ein Protokoll, welches das Telefonieren per Internet ermöglicht

Vollduplex ermöglicht gleichzeitiges Senden und Empfangen (z.B. bei einer Soundkarte wäre dann gleichzeitiges Aufnehmen und Abspielen möglich)

WIMP (GUI) Windows, Icons, Menus und Pointing sind die zentralen Elemente einer graphischen Benutzungsoberfläche von Computern; heute wird eher die Bezeichnung GUI (graphical user interface) verwendet.

278 Anhang B

GeoPerception Inc. Firmensitz 12655 Danielson Court

Poway, California, 92064 USA Tel.: +01 (858) 486-3015 Fax: +01 (858) 486-3057 E-Mail: [email protected] URL: http://www.geoperception.com/

Produkt Wearable Computer (Personal Pilot)

Gyration, Inc. Firmensitz Gyration, Inc.

12930 Saratoga Avenue, Bldg.C Saratoga, CA 95070 USA Tel.: +01 (408) 255-3016 Fax: +01 (408) 255-9075 E-Mail: [email protected] URL: http://www.gyration.com

Produkt Eingabe-Evice (GyroMouse)

Handykey Corp. Firmensitz 141 Mt. Sinai Avenue

Mt. Sinai, NY 11766 USA Tel.: +01 (631) 474 4405 Fax: +01 (631) 474 3760 E-Mail: [email protected] URL: http://www.handykey.com

Produkt Chording Keyboard (Twiddler)

HANA Microdisplay Technologies Inc. Firmensitz 2061 Case Parkway South

Twinsburg, OH 44087 USA Tel.: +01 (330) 405-4600 Fax: +01 (330) 405-3448 E-Mail: [email protected] URL: http://www.hanagroup.com/

Produkt Mikrodisplay (LCOS-Technologie)


Handspring, Inc. Firmensitz Corporate Headquarters

Handspring, Inc. 189 Bernardo Avenue Mountain View, CA 94043 USA Tel.: +01 (650) 230-5000 URL: http://www.handspring.com

Produkt PDA (VISOR Prism)

Hewlett-Packard Firmensitz 3000 Hanover Street

Palo Alto, CA 94304-1185 USA Tel.: +01 (650) 857-1501 Fax: +01 (650) 857-5518 URL: http://www.hewlett-packard.com

Deutschland Hewlett-Packard GmbH Herrenberger Straße 140 71034 Böblingen Tel. (0 70 31) 14 - 0 Fax. (0 70 31) 14 - 29 99 URL: http://www.hewlett-packard.de

Produkt PCs, PocketPCs und Zubehör (HP Jornada 720)

IBM Deutschland GmbH Firmensitz (Hauptverwaltung)

70569 Stuttgart Pascalstraße 100 Tel.: +49 (711) 785-0 Fax: +49 (711) 785 3511 E-Mail: [email protected] URL: http://www.ibm.de/, http://www.ibm.com

Produkt PCs, Laptops, Spracheerkennungssoftware (ViaVoice)

Infogrip Inc. Firmensitz 1141 E. Main Street

Ventura, CA 93001 USA Tel.: +01 (805) 652-0770 Fax: +01 (805) 652-0880 E-Mail: [email protected] URL: http://www.infogrip.com/

Produkt Chording Keyboard (BAT Personal Keyboard)

http://www.ibm.de/


280 Anhang B

Inpace Firmensitz 21 Bridge Street Mill, Witney, Oxfordshire,

OX28 1YJ, Great Britain Tel: +44 (0)1993 706303, Fax: +44 (0)1993 706305 E-Mail: [email protected], www: www.inpace.com

Produkt Wasserfeste, flexible Tastaturen

InterSense Inc. Firmensitz 73 Second Avenue

Burlington, MA 01803 USA Tel.: +01 (781) 270 0090 Fax: +01 (781) 229 8995 E-Mail: [email protected] URL: http://www.isense.com

Produkt Positions- und Orientierungs-Tracking (Inertia Cube2)

InViso Inc. Firmensitz 1330 Bordeaux Drive

Sunnyvale, CA 94089 USA Tel.: +01 (408) 734-9200 Fax: +01 (408) 734-9911 E-Mail: [email protected] URL: http://www.inviso.com/

Produkt Mikrodisplay (LCOS-Technologie), Optische Systeme für Mikrodisplays

Kaiser Electro-Optics Inc. Firmensitz Kaiser Electro-Optics, Inc.

2752 Loker Avenue West Carlsbad, CA 92008 USA Tel.: +01 (760) 438-9255 Fax: +01 (408) 438-6875 E-Mail: [email protected] URL: http://www.keo.com/

Produkt HMDs (mono- und binokular)


http://www.inpace.com/




Kent Display, Inc. Firmensitz 343 Portage Blvd.

Kent, OH 44240 USA Tel.: +01 (330) 673-8784 Fax: +01 (330) 673-4408 URL: http://www.kentdisplays.com

Produkt Displays (15240 Display)

Kopin Corp. Firmensitz 695 Myles Standish Blvd.

Taunton, MA 02780 USA Tel.: +01 (508) 824-6696 Fax: +01 (508) 824-6958 E-Mail: [email protected] URL: http://www.kopin.com/

Produkt Mikrodisplays (LCD-Technologie)

L3 Systems Firmensitz PO Box 2954

Redmond, WA 98073 USA Tel.: +01 (425) 836-5438 Fax: +01 (425) 868-8706 URL: http://www.l3sys.com

Produkt Wearable Tastatur (WristPC Keyboard)

LC Technologies Inc. Firmensitz 9455 Silver King Court

Fairfax, Virginia 22031-4713 USA Tel.: +01 (703) 385 7133 Fax: +01 (703) 385 7137 URL: http://www.lctinc.com/ E-Mail: [email protected]

Produkt Tracking-Sensor (Eyegaze)


282 Anhang B

Lernout & Hauspie Speech Products N.V. (seit Nov. 2001 im Besitz von ScanSoft, Inc.) Firmensitz Flanders Languages Valley, 50

8900 Ieper, Belgium Phone: +32-57-228-888 Fax: +32-57-208-489 URL: http://www.lhsl.com/

Produkt Spracherkennungssoftware (Voice Xpress™, NaturallySpeaking™ von Dragon, L&H™ PDsay™ für PDAs)

Lightglove Firmensitz Lightglove

P.O. Box 333 Catharpin, Virginia 20143-0333 USA E-Mail: [email protected] URL: http://www.lightglove.com

Produkt Eingabe-Device (Lightglove)

Linux-Works, Inc. Firmensitz P.O. Box 910

Olalla, WA 98359 Tel.: +01 (253) 858-3823 Fax: +01 (253) 857-4386 E-Mail: [email protected] URL: http://www.linux-works.com

Produkt Portable Computer (Nano PC, Nano II)

Liteye Microdisplay Systems LLC Firmensitz 12415 Dumont Way , Unit #103

Littleton, CO 80125 USA Tel.: +01 (303) 470-8049 Fax: +01 (303) 470-8153 E-Mail: [email protected] URL: http://www.liteye.com/

Produkt Mikrodisplays, HMDs (Liteye-Serie)

http://www.lhsl.com/



Luckytech Technology Co. Ltd Firmensitz 6fl., 117-119 Shuang Feng Road

Hsin Chuang Taipei Hsien Taiwan Tel.: 886-2-29015676 Fax: 886-2-29089970 E-Mail: [email protected] URL: http://www.luckytech.co.tw

Produkt Zeige-Device (CatEye FingRing)

Madenta Communications, Inc. Firmensitz 3022 Calgary Trail South, Edmonton, AB T6J 6V4 CANADA

Tel.: (780) 450-8926 Fax: (780) 988-6182 E-Mail: [email protected] URL: http://www.madenta.com

Produkt Kopf-Tracking (Tracker 2000)

Matias Corporation Firmensitz 129 Rowntree Dairy Road

Unit #20 Vaughan, Ontario, L4L 6E1 Canada Tel.: +01 (905) 265 8844 E-Mail: [email protected] URL: http://www.halfkeyboard.com

Produkt Wearable Tastatur (Half Keyboard)

MediaInterface Dresden GmbH Firmensitz Washingtonstr. 16/16a

D-01139 Dresden Phone: 0351-844 3256 Fax: 0351-844 2067 E-Mail: [email protected] http://www.mediainterface.de/

Produkt Spracherkennungssoftware, Diktiersysteme (SpeechBase, zum 01.01.2002 wird daraus SpeaKING Dictat)

http://www.luckytech.co.uk/

284 Anhang B

MicroOptical Corp. Firmensitz 33 Southwest Park

Westwood, MA 02090 USA Tel.: +01 781 326-8111 Fax: +01 781 326-4110 E-Mail: [email protected] URL: http://www.microopticalcorp.com/

Produkt Mikrodisplay, HMD (Integrated Eyeglass Display, ClipOn Display)

MicroPix Technologies Ltd. Firmensitz 1 St David's Drive

St David's Business Park, Dalgety Bay Dunfermline KY11 9PF Scotland Tel.: +44 (0) 1383 828 800 Fax: +44 (0) 1383 828 801 E-Mail: [email protected] URL: http://www.micropix.com/


Microvision Inc. Firmensitz P.O. Box 3008 (mailing)

19910 North Creek Parkway (office) Bothell, WA 98011-3008 USA Tel.: +01 425 415-6847 Fax: +01 425 415-6600 E-Mail: [email protected] URL: http://www.mvis.com/

Produkt HMD (Retina Scanning Display: Nomad)

NEXTLINK.TO A/S Firmensitz Sandtoften 10

DK-2820 Gentofte Denmark Tel: +45 70 22 23 43 Fax: +45 70 22 23 53 E-Mail (Sales): [email protected] E-Mail [email protected] URL: http://www.nextlink.to/

Produkt Audio Headset (BlueSpoon, Invisio)





Nokia Firmensitz Corporate Communications

Keilalahdentie 4, FIN-02150 Espoo P.O. Box 226, FIN-00045 NOKIA GROUP Finland Tel.: +(358) 7180-08000 Fax: +(358) 7180-38226 URL: http://www.nokia.de

Deutschland Nokia GmbH Meesmannstraße 103 44807 Bochum URL: http://www.nokia.de

Produkt Mobiltelefone, Smarphones, Kommunikationssysteme (Nokia 9110i Communicator)

Origin Instruments Corporation Firmensitz 854 Greenview Drive

Grand Prairie, Texas 75050-2438 USA Tel.: +01 (972) 606-8740 Fax: +01 (972) 606-8741 E-Mail: [email protected] URL: http://www.orin.com

Produkt Trackingsystem (Headmouse)

Pegasus Technologies Ltd. Firmensitz Merkazim 2000

5 Hazoref st. Holon 58856 Israel Tel.: +972-(3)-5500633 Fax: +972-(3)-5500727 E-Mail: [email protected] URL: http://www.pegatech.com/cont.html

Deutschland Vertrieb MediaGold Goldbergstr. 6 81479 München Germany Tel.: +49(89)790 9790 Fax: +49(89)790 0258

Produkt Zeige-Device (3D-Ringmouse)

http://www.orin.com/


http://www/

286 Anhang B

Perkins Engineering, Inc. Firmensitz 902 McPhaul St.

Austin, TX 78758 Tel.: +01 (512) 835-6880 Fax: +01 (512) 835-4292 E-Mail: [email protected] URL: http://www.perkinsengineering.com/

Produkt Wearable Computer (Mid Riff Brain) und Gürtel (eBelt)

Permobil Meditech AB Firmensitz Box 120

Årvältsvägen 10 SE-861 23 Timrå Sweden Tel.: +46 60 59 59 00 Fax: +46 60 57 52 50 E-Mail: [email protected] URL: http://www.permobil.se

Deutschland Permobil BV Zuiddijk 1 NL-5705 CS Helmond Netherlands Tel.: +49 231 51 81 644 Fax: +49 231 51 81 645 E-Mail: [email protected]

Produkt Video-Eye-Tracking (The Video Eye Trace System)

Pharos Science & Applications, Inc. Firmensitz 411 Amapola Avenue

Torrance, CA 90501-1478 USA Tel.: +01 (310) 212-7088 Fax: +01 (310) 320-1808 E-Mail: [email protected] URL: http://www.pharosgps.com/

Produkt Sehr kleiner GPS-Empfänger (Pharos iGPS-180)

Philips Electronics N.V. Firmensitz Groenewoudseweg 1

5621 BA, Eindhoven The Netherlands URL: http://www.philips.com/ bzw. http://www.speech.philips.com/

Produkt Spracherkennungssoftware und -systeme



Phoenix Group Inc. Firmensitz 123 Marcus Boulevard

Hauppauge, New York 11788 Tel.: +01 631 951-2700 Fax: +01 631 951-4290 E-Mail: [email protected] URL: http://www.ivpgi.com/frame1.htm

Produkt Wearable Tastatur (Arm mount micro keyboard), Wearable und Portable Computer (Phoenix 2, Falcon)

PixTech Inc. Firmensitz 3000 S. Denver Way

Boise, ID 83705 USA Tel.: +01 208 333-7500 Fax: +01 208 333-7505 E-Mail: [email protected] URL: http://www.pixtech.com/

Produkt Mikrodisplay (FED-Technology)

Planar Systems Inc. Firmensitz 1400 NW Compton Drive

Beaverton, Oregon 97006-1992 USA Tel.: +01 503 690-1100 Fax: +01 503 690-1493 E-Mail: [email protected] URL: http://www.planar.com/

Europa Planar Systems, Inc. Olarinluoma 9, P.O. Box 46 FIN-02201 Espoo Finland Tel.: +358 9 42-001 Fax: +358 9 420-0200 E-Mail: [email protected]

Produkt Mikrodisplay (AMEL 640.480.24)


288 Anhang B

Prenkte Romich Company Firmensitz Prentke Romich International Ltd

Minerva House Minerva Business Park Lynch Wood Peterborough Cambridgeshire PE2 6FT UK Tel.: +44 1733 370470 Fax: +44 1733 391939 URL: http://www.prentromint.com

Produkt Headmaster Plus

Psion Teklogix GmbH Firmensitz Jakob-Kaiser-Straße 3

47877 Willich Tel: 01805 077466 Fax: 02154 928259 URL: http://www.psion-gmbh.com/

Produkt HandheldPC (Serie 5mx PRO)

Reflection Technology Firmensitz URL: http://www.reflections.co.nz/ Produkt HMDs

Reima Firmensitz P.O Box 26

FIN-38701 Kankaanpää, FINLAND Tel.: +358 (2) 578-270 Fax +358 (2) 572-1280 [email protected] URL: http://www.reima.com

Produkt Smart Clothing (Reima Smart 3305)

http://www.prentromint.com/

http://www.reima.com/


Rockwell Automation Corporate Firmensitz Rockwell Automation Corporate Headquarters

Firstar Building 777 East Wisconsin Avenue Suite 1400 Milwaukee, Wisconsin 53202 USA Tel.: +01 (414) 212 5200 URL: http://www.rockwellautomation.com

Produkt Wearable Computer (Trekker)

Saint Song Corp. Firmensitz Tel.: +866-2-2662-7808 Ext :8101,8102

Fax: +886-2-2662-0583 E-Mail: [email protected] URL: http://www.saintsong.com.tw

USA Saint Song USA Corp. 16029 E, Arrow Highway #A. Irwindale, CA 91706 Ansprechpartner: Teren Wang Tel.: +1-626-851-8881 Fax: +1-626-851-0688 E-Mail: [email protected]

Produkt Portable Computer (Espresso, Cappuccino)

Shimadzu Corp. Firmensitz URL: http://www.shimadzu.com Produkt HMD für WIA (passend zum „Poma“ von Xybernaut)

Symbol Technologies Inc. Firmensitz 1 Symbol Plaza

Holtsville, NY 11742 USA Tel.: +01 800 722 6234 URL: http://www.symbol.com



290 Anhang B

Deutschland Symbol Technologies GmbH Waldstraße 66 D-63128 Dietzenbach Tel.: +49 6074 4902-0 Fax: +49 6074 42795 Grabenstraße 5 D-40213 Düsseldorf Tel.: +49 211 320452 Fax: +49 211 320470 Gotenstraße 12 D-20097 Hamburg Tel.: +49 40 235399-0 Fax: +49 40 235399-99 URL: http://www.symbol.com/germany

Produkt Wearable Computer (WSS 1000, 1010, 1040, 1060)

SARIF Firmensitz 600 SE Assembly Road

Vancouver, WA 98661 USA Tel.: +01 (360) 750-0242 Fax: +01 (360) 750-0244 E-Mail: [email protected] URL: http://www.sarif.com/

Produkt Mikrodisplay (AMLCD-Technologie)

Sensatex Inc. Firmensitz 15303 N. Dallas Parkway

Suite 460 Addison, TX 75001 USA Tel: (972) 726 6900 Fax: +01 (972) 726 6902 E-Mail:[email protected] URL: http://www.sensatex.com

Produkt Smart Clothing (SmartShirt)


Shimadzu Corp. Firmensitz Shimadzu Precision Instruments

20410 Earl Street Torrance, CA 90503 USA Tel: 1-310-214-0314 oder (03)3219-5521 (Japan) Fax: 1-310-542-0995 oder (03)3219-5510 (Japan) E-Mail: [email protected] oder [email protected] URL: http://www.shimdazu.co.jp/hmd-e/

Produkt HMD (Data Glass 2, als Zubehör von Poma bzw. WIA)

Sony Corporation Firmensitz 7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku Tokyo 141-0001 Japan URL: http://www.sony.co.jp/en/

Deutschland Sony Deutschland GmbH Hugo-Eckener-Str. 20 50829 Köln Tel.: (221) 537-0 Fax: (221) 537-349 URL: http://www.sony.de

Produkt Unterhaltungselekronik, Digitalkameras, HMDs, Eingabe-Device (GestureWrist)

Sytronics, Inc. Firmensitz 4433 Dayton-Xenia Rd., Bldg. 1

Dayton, OH 45432 Tel.: +01 (937) 431-6100 Fax: +01 (937) 431-6400 URL: http://www.sytronics.com

Produkt Wearable Computer (DASHER)

TekGear Inc. Firmensitz 1-90 Market Avenue

Winnipeg, Manitoba R3B 0P3 Canada Tel.: +01 (204) 988-3000 Fax: +01 (204) 988-3050 E-Mail: [email protected] URL: http://www.tekgear.ca/

Produkt HMDs (Personal Viewer)


292 Anhang B

Tenfa Company Ltd. Firmensitz 7F/5, No. 6, Chien Tan Road

Shih-Lin, Taipei Taiwan Tel.: 886 2 28853389 Fax: 886 2 28851747 E-Mail: [email protected] URL: http://www.tenfa.com/

Produkt Faltbare Tastatur

Teltronics, Inc. Firmensitz 2150 Whitfield Industrial Way

Sarasota, FL 34243 USA Tel.: +01 (941) 753-5000 Fax: +01 (941) 751-7729 URL: http://www.teltronics.com/

Produkt Portable Computer (Mentis)

Texas Instruments Inc. Firmensitz Corporate Headquarters

12500 TI Boulevard Dallas, TX 75243-4136 USA URL: http://www.ti.com/

Deutschland Mixed Signal & Logic Products Business Center Freising (bei München) Tel.: +49 8161 80 33

Produkt Mikrodisplay (Digital Micro Mirror Device, MEMS-Technologie)

Textware Solutions Firmensitz 58 Lexington Street

Burlington, MA 01803-4005 USA Tel.: +01 (781) 272-3200 Fax: +01 (781) 272-1432 URL: http://www.twsolutions.com

Produkt virtuelle Tastatur (Fitaly One-Finger Keyboard)


http://www/


Three-Five Systems Inc. Firmensitz 1600 N. Desert Drive

Tempe, AZ 85281-1230 USA Tel.: +01 (602) 389-8600 Fax: +01 (602) 389-8801 E-Mail: [email protected] URL: http://www.threefive.com/

Produkt Mikrodisplay (LCD-, LED-, LcoS-Technologie)

Tiqit Computers, Inc. Firmensitz 111B Independence Drive

Menlo Park, CA 94025 Tel.: +01 (650) 289-9009 Fax: +01 (650) 289-9008 E-Mail: [email protected] URL: http://www.tiqit.com

Produkt Wearable Computer (Matchbox PC)

innovative Consumer Components UNITRONIC GmbH & Co. KG Firmensitz Mündelheimer Weg 9

40472 Düsseldorf Tel.: (211) 9511-181 Fax: (211) 9511-182 URL: http://www.icc-unitronic.de

Produkt GPS-Empfänger (NaviMouse)

Varitronix Ltd. Firmensitz 22 Chun Cheong St.,

TKO Industrial Estate (W), Tseung Kwan O Hong Kong. Tel.: (852) 2197 6000 Fax: (852) 2343 9555 E-Mail: [email protected] URL: http://www.varitronix.com/

Deutschland Varitronix GmbH Landsbergerstr.320 D-80687 München Germany Tel.: +49 (89) 56017-108 Fax: +49 (89) 56017-109 E-Mail: [email protected]



http://www.tiqit.com/

http://www.icc-unitronic.de/



294 Anhang B

ViA, Inc. Firmensitz 12550 West Frontage Road

Suite 201 Burnsville, MN 55337 Tel.: +01 (800) 353-9472 Fax: +01 (952) 736-5944 E-Mail: [email protected] URL: http://www.via-pc.com/

Produkt Wearable Computer (ViA II PC, PC Stick)

Virtual Vision Inc. Firmensitz 7659 178th Place N.E.

Redmond, WA 98052 USA Tel.: +01 (800) 800-8033 Fax: +01 (425) 882-7373 E-Mail: [email protected] URL: http://www.virtualvision.com/

Produkt HMD (Eglass, VCAP100)

WetPC PTY Ltd. Firmensitz ABN 28 079 663 488

PO Box 179 Garran. ACT. Australia. 2605. Tel.: +61 2 62604652 Fax: +61 2 62604649 URL: http://wetpc.com.au

Produkt Wearable Computer für den Unterwassergebrauch (WetPC), Eingabe-Device (Kord Pad)

wirejunkie Firmensitz Tel.: +61 3 9899 5551

E-Mail: [email protected] URL: http.//www.wirejunkie.com

Produkt Datenhandschuh (KeyGlove)





Xybernaut Corp. Firmensitz 12701 Fair Lakes Circle, Suite 550

Fairfax, Virginia 22033 USA Tel.: +01 (703) 631 6925 Fax: +01 (703) 631 6734 E-Mail: [email protected] URL: http://www.xybernaut.com

Deutschland Xybernaut GmbH Otto-Lilienthal-Straße 36 D-71034 Böblingen Tel.: +49 7031 714-850 Fax: +49 7031 714-849 E-Mail: [email protected] URL: http://www.xybernaut.de

Produkt Wearable Computer (Mobile Assistant, Poma)

Anhang C

Abkürzungen

3D dreidimensional

ADB Apple Desktop Bus

AMEL Active Matrix Electroluminescence

AMLCD Active Matrix Liquid Crystal Display

AMVF Active Matrix Vacuum Fluorescent

AP Access Point

AR Augmented Reality

ATAPI AT-bus Attachment Packet Interface

CAD Computer Aided Design

CBT Computer Based Training

CDROM Compact Disc-Read-Only Memory

CDPD Cellular Digital Packet Data

CD-RW CD ReWriteable

CF Compact Flash

CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor

CPU Central Processing Unit

CRT Cathode Ray Tube

DDR(-SDRAM) Double Data Rate SDRAM

DLR DayLight Readable

DMA Direct Memory Access

DMD Digital Mirror Device

DSSS Direct Sequence Spread Spectrum

DVD Digital Versatile Disc

DVI Digital Visual Interface

ECP Extended Capabilities Port

EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution

297

298 Anhang C

EDO(-RAM) Extended Data Out RAM

EIDE Enhanced IDE

EL Electroluminescence

EPP Enhanced Parallel Port

EPSS Electronic Performance Support System

ETSI European Telecommunications Standards Institute

FAQ Frequently Asked Questions

FCC Federal Communications Commission

FC-PGA Flip Chip Pin Grid Array

FDD Floppy Disk Drive

FED Field Emissive Display

FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum

FL Foot Lamberts

FLC Ferroelectric Liquid Crystal

FoV Field of View

FPD Flat Panel Display

GB Gigabyte

GMS Global System for Mobile communication

GNU GNU's not UNIX

GPRS General Packet Radio Services

GPS Global Positioning System

GSM Global System for Mobile Communications

GVIF Gigabit Video InterFace

GUI Graphical User Interface

HCI Human-Computer Interaction

HDD Hard Disk Drive

HMD Head Mounted Display

HSCSD High Speed Circuit Switched Data

HTPS High Temperature Polysilicon

HUD Head-Up-Display

I/O Input/Output

IDE Integrated Device Electronics

IP Internet Protocol

IPS In Plane Switching

IrDA InfraRed Data Association

ITO Indium Tin Oxyde

LAN Lokal Area Network

Abkürzungen 299 LC Liquid Crystal

LCD Liquid Crystal Display

LCOS Liquid Crystal On Silicon

LED Light Emitting Diode

Li-Ion Lithium-Ion

LPT Line Printer Terminal

LTPS Low Temperature Polysilicon

LVDS Low Voltage Differential Signaling

Mb Megabit

MB Megabyte

MEMS Micro-electromechanical System

MLTS Mobile Language Translation System

MMI Mensch-Maschine Interface

MMX MultiMedia eXtension

NiMH Nickel-Metal Hydride

OCR Optical Character Recognition

OLED Organic Light Emitting Diode

PALC Plasma adressed Liquid Crystal

PAN Personal Area Network

PC Personal Computer

PCMCIA Personal Computer Memory Card International Association

PDA Personal Digital Assistant

PDP Power Docking Port

PS/2 Personal System/2

RAM Random Access Memory

RFID Radio Frequence Identification

RISC Reduced Instruction Set Computer

RSD Retinal Scanning Display

SCSI Small Computer Systems Interface

SDRAM Synchronous DRAM

SOI Silicon On Insulator

STN Super Twisted Nematic

SVGA Super VGA

SXGA Super Extended Graphics Array

TFT Thin Film Transistor

TMA Thin Film Micromirror Array

TN Twisted Nematic

300 Anhang C

UART Universal Asynchronous Receiver-Transmitter

UDMA Ultra-DMA

UIP User Interface Port

UMTS Universal Mobile Telecommunications Systems

USB Universal Serial Bus

VF Vacuum Fluorescent

VFD Vacuum Fluorescence Display

VFOS Vacuum Fluorescent on Silicon

VGA Video Graphics Array

VHDCI Very High Density Cabled Interconnect

VoIP Voice-over-Internet-Protocol

VR Virtual Reality

WAN Wide Area Network

WECA Wireless Ethernet Compatibility Alliance

WI-FI Wireless Fidelity Zertifikat

WIMP Windows, Icons, Menus, Pointing

WLAN Wireless Local Area Network

Anhang D

Glossar

Active Matrix LCD LCD mit eigener Pixelansteuerung durch Dünnfilmtransistor (Thin Film Transistor)

Augmented Reality Die "Augmented Reality" (AR) ist eine Form der Mensch-Maschine-Interaktion, bei der die Umgebung der BenutzerIn mit computergenerierten Informationen erweitert.

Field Emission Display kalte Feldemission von Elektronen

Flat-Panel Display Ein meist portables sehr dünnes Display

Full-Duplex engl. für Vollduplex

Head-Mounted Display Am Kopf befestigtes Display, kann nur für ein oder auch zwei Augen sein. Als Bezeichnungen treten auch Head-Up Display (HUD) oder Head-Worn Display auf.

hot swappable Komponenten (z.B. eine Festplatte, oder auch ein Akku) können bei eingeschaltetem, laufenden System ausgetauscht werden

In Plane Switching LCD mit beiden Pixelelektroden auf einer Seite (aufgeklappter Kondensator)

Indium Tin Oxyde Indium-Zinnoxid

Light Emitting Diode Leuchtdiode

Liquid Crystal Display Flüssigkristall-Anzeige

Mensch-Maschine Interface Allgemeiner Begriff für die Benutzungsoberfläche für Computersysteme (sowohl für PCs als auch für Anlagen, die z.B. in der Automatisierungstechnik zu finden sind).

Mobile Language Translation System ein mobiles Übersetzungssystem für Sprache

Organic Light Emitting Diode Organisches Licht emittierende Dioden

Pixel kleinste darstellbare Informationseinheit, z.B. kleines Quadrat

Plasma adressed Liquid Crystal plasmaangesteuertes LCD

Port Replicator Eine Art „abgeschwächte“ Dockingstation, die weitere Anschlüsse zur Verfügung stellt

QWERTY Die ersten 6 Buchstaben der dritten Reihe auf einer amerikanischen Tastatur bis zum "Y". Tastaturen mit einer

302 Glossar

solchen Tastenanordnung werden oft Qwerty-Tastaturen genannt.

RS-232 9- oder 25-poliger serieller Schnittstellenstandard für den PC

Super Twisted Nematic Flüssigkristalle mit Verdrillwinkel 180° - 270°

Thin Film Transistor Dünnfilm Transistor, siehe AMLCD

TN – Twisted Nematic Flüssigkristalle mit Verdrillwinkel 90°

Video Graphics Array übliche Minimalauflösung im PC-Bereich 640 x 480 Pixel (bei 16 Farben), oder 256 Farben bei 320 x 200 Pixel

Voive-over-Internet-Protocol ein Protokoll, welches das Telefonieren per Internet ermöglicht

Vollduplex ermöglicht gleichzeitiges Senden und Empfangen (z.B. bei einer Soundkarte wäre dann gleichzeitiges Aufnehmen und Abspielen möglich)

WIMP (GUI) Windows, Icons, Menus und Pointing sind die zentralen Elemente einer graphischen Benutzungsoberfläche von Computern; heute wird eher die Bezeichnung GUI (graphical user interface) verwendet.

Anhang E

Inhaltsübersichten der Anwendungsbeispiele und Produkte

303

304 Anhang E

Anwendungsbeispiele Logistik............................................................................................................................... 35

Wearable Data Collection System.................................................................................. 35 RF Innovations Speed up Parcel Tracking at ANC........................................................ 37 Mobile Unterstützung beim Packen von Versandpaketen.............................................. 38 Associated Wholesale Grocers Slashes Shipping Inaccuracies ...................................... 39 Hands-Free Plus Real-Time, Equals Business Advantage ............................................. 40 Northwest Airlines Flying High with ‚Line Busting’ Solution ...................................... 42 Generating Results – Where ruggedness and versatility count....................................... 43

Produktion, Montage, Konstruktion .................................................................................... 45 Boeing’s Wire Bundle Assembly Project....................................................................... 46 Augmented Reality for Development, Production and Service...................................... 48 BOCs Mobile Monitoring System.................................................................................. 49 ARC: Augmented Reality in Architectural Construction, Inspection, and Renovation.. 51

Instandhaltung: Inspektion, Wartung, Instandsetzung ................................................. 52 KARMA: Knowledge-based Augmented Reality for Maintenance Assistance ............ 52 Architectural Anatomy................................................................................................... 54 VuMan 3 ........................................................................................................................ 55 WinSpect – Computer im Blaumann.............................................................................. 57 Online-Wartung mit Simon............................................................................................ 58 Wearable PC Boosts Productivity of Home Inspector ................................................... 59 Shipbuilder Trims Inspection and Troubleshooting Time by 70%................................. 60 Netman........................................................................................................................... 61

Medizin............................................................................................................................... 63 MediWear ...................................................................................................................... 64 VibraVest ....................................................................................................................... 65 The NOAH Vest ............................................................................................................ 66

Tourismus, Kultur............................................................................................................. 67 Touring Machine............................................................................................................ 68 Mobile Journalist's Workstation..................................................................................... 70 Indoor/Outdoor Collaboration........................................................................................ 71 ARREAL ....................................................................................................................... 72 Deep Map....................................................................................................................... 73 Mobiles Geo-WWW ...................................................................................................... 74 Virtueller Reiseführer .................................................................................................... 75

Umwelt, Landwirtschaft ................................................................................................... 76 Collecting Invisible Data ............................................................................................... 76 Body-Worn PC Increases Surveying Efficiency ............................................................ 78 Excavating Firm Uncovers A Distinct Advantage ......................................................... 79 ACW Farms Chooses A High-Tech Solution ................................................................ 80 Mobile Geocomputing ................................................................................................... 81

Berichterstattung, Journalismus / Unterhaltung............................................................ 82 The First Wearable Computer........................................................................................ 83 Eudaemon shoe .............................................................................................................. 84 WebReporter und ZDF.online CyPorter ........................................................................ 85 Casting Scouts................................................................................................................ 86 Germany’s first Web-reporter ........................................................................................ 87

Krisen- und Katastrophenmanagement .......................................................................... 88 Solution for Fire Fighters ............................................................................................... 89 Mobile Information and Coordination ........................................................................... 90 Mobile elektronische Nase............................................................................................. 91 Multimedia-Konferenztechnik im mobilen Einsatz ....................................................... 92

Consumer-Bereich............................................................................................................. 93 Witnessential Net / Safety Net ....................................................................................... 94 Jimminy - Mobiler Remembrance Agent (RA).............................................................. 96 DyPERS – Dynamic Personal Enhanced Reality System .............................................. 98 Wearable Internet Appliance (WIA) – das tragbare Internet.......................................... 99

Inhaltsübersicht Produkte 305 Tragbare Rechner und CPUs

Produktbeispiele Wearable Computer .......................................................................... 108 Mobile Assistant (MA) IV ........................................................................................... 109 Mobile Assistant (MA) TC .......................................................................................... 111 Mobile Assistant (MA) V ............................................................................................ 113 Poma ............................................................................................................................ 115 VIA II PC (Modell A und B) ....................................................................................... 117 PC Stick ....................................................................................................................... 119 CharmIT Kit................................................................................................................. 120 WSS 1040/1060 Wearable Scanning System............................................................... 122 WSS 1000 Wearable Scanning System........................................................................ 124 MPC (Matchbox PC) ................................................................................................... 126 WetPC.......................................................................................................................... 127 cybercompanion........................................................................................................... 128 FAST (Factory Automated Support Technology) ........................................................ 129 Spot Core Module ........................................................................................................ 131 VuMan 3 ...................................................................................................................... 133 VuMan 1 und II............................................................................................................ 134 Navigator 1 und II ........................................................................................................ 135 V3 und WearCam ........................................................................................................ 136 Oregon Wearable Computer ........................................................................................ 137 WearComp................................................................................................................... 138 Phoenix 2 ..................................................................................................................... 140 Trekker......................................................................................................................... 141 IBM´s wearable PC prototype...................................................................................... 142 The Wearable ............................................................................................................... 143 Mobile Assistant (MA) III ........................................................................................... 144

Produktbeispiele Smart Clothing................................................................................... 145 Audio-Jacket ................................................................................................................ 147 CyberJacket / BlazerJet / eSleeve................................................................................. 146 MIThril ........................................................................................................................ 147 SmartShirt .................................................................................................................... 148 Reima Smart 3305........................................................................................................ 149 IBM Wristwatch Computer.......................................................................................... 150 IRES (vormals: UJP - Urban Jungle Pack).................................................................. 151 Mid-Riff Brain™ ......................................................................................................... 152

Produktbeispiele PDAs und Smartphones .................................................................... 153 VISOR Prism ............................................................................................................... 154 iPAQ H3600 Pocket PC............................................................................................... 155 HP Jornada 720............................................................................................................ 156 Nokia 9110i Communicator......................................................................................... 157 Serie 5mx PRO ............................................................................................................ 158

Beispiele portabler Referenzgeräte................................................................................ 159 Nano™ PC................................................................................................................... 160 Nano II™ ..................................................................................................................... 161 Evo N400C .................................................................................................................. 162 Espresso EPC............................................................................................................... 163 Cappuccino GX1.......................................................................................................... 164 Cappuccino TX2 .......................................................................................................... 165 Falcon .......................................................................................................................... 167 Mentis .......................................................................................................................... 168

306 Anhang E

Eingabemedien Produktbeispiele Wearable und Virtual Keyboards .................................................... 179

XyberKey™................................................................................................................. 179 Arm Mount Mirco Keyboard ....................................................................................... 180 WristPC Keyboard ....................................................................................................... 181 Half Keyboard.............................................................................................................. 182 Fitaly One-Finger Keyboard ........................................................................................ 183

Produktbeispiele Chording Keyboards ......................................................................... 184 FingeRing..................................................................................................................... 184 Twiddler2..................................................................................................................... 185 BAT Personal Keyboard .............................................................................................. 186 The Minimal Motion Computer Access System .......................................................... 187 DataEgg ....................................................................................................................... 188 Octima.......................................................................................................................... 189

Produktbeispiele Datenhandschuhe............................................................................... 190 KeyGlove ..................................................................................................................... 190 Key-Glove.................................................................................................................... 191 Lightglove.................................................................................................................... 192 Acceleration Sensing Glove (virtual keyboard) ........................................................... 193 5DT Data Glove........................................................................................................... 194

Produktbeispiele drahtloser Zeigemedien..................................................................... 195 Beschleunigungsmaus.................................................................................................. 195 FreeD ........................................................................................................................... 196 RingMouse................................................................................................................... 197 CatEye FinRing............................................................................................................ 198 GestureWrist ................................................................................................................ 199 GyroMouse (Pro / Presenter) ....................................................................................... 200 GyroPoint Pro II AV.................................................................................................... 201

Produktbeispiele spezialisierter Eingabemedien .......................................................... 202 Winspect-Handschuh ................................................................................................... 202 Digital Pen ................................................................................................................... 204 Dial (VuMan-Projekt) .................................................................................................. 205 WSS 1000 / 1040 / 1060 .............................................................................................. 206 The Kord® Pad ............................................................................................................ 207 The Kord® Grip........................................................................................................... 208

Produktbeispiele Tracking-Sensoren............................................................................. 212 Mousamatic.................................................................................................................. 212 Headmouse................................................................................................................... 213 Tracker 2000 ................................................................................................................ 214 Headmaster Plus........................................................................................................... 215 Eyegaze........................................................................................................................ 216 Vision 2000.................................................................................................................. 217 Model 501.................................................................................................................... 218 The Video Eye Trace System....................................................................................... 219 InertiaCube2................................................................................................................. 220

Produktbeispiele Biosensoren......................................................................................... 221 Bioelektrische Steuerung ............................................................................................. 221 Cyberlink ..................................................................................................................... 222

Inhaltsübersicht Produkte 307 Ausgabemedien

Produktbeispiele einbaufähiger Mikrodisplays ............................................................ 230 CyberDisplay 640 Color .............................................................................................. 231 CMD3X2A................................................................................................................... 232 Z86D-3 CMD SVGA Color ......................................................................................... 233 OL12C10M.................................................................................................................. 234 OLED SVGA+............................................................................................................. 235 AMEL640.480.24 ........................................................................................................ 236 OptiScape 2420............................................................................................................ 237 FE524G1...................................................................................................................... 238 15240 Display .............................................................................................................. 239 BOB-II Video OSD...................................................................................................... 241

Produktbeispiele Arm-Mounted Displays .................................................................... 243 Wrist Worn Flat Panel Display .................................................................................... 243 Via Display indoor/ outdoor......................................................................................... 244

Produktbeispiele monokulare und binokulare HMDs ................................................. 245 Nomad Intelligent Visualization System...................................................................... 247 CO-1 Clip-on ............................................................................................................... 248 EG-7 Invisible Monitor................................................................................................ 249 CO-3 Clip-on Monitor ................................................................................................. 250 V-Cap 1000.................................................................................................................. 251 eGlass........................................................................................................................... 252 Private Eye................................................................................................................... 253 Data Glass 2 ................................................................................................................. 254 M2 Personal Viewer..................................................................................................... 255 M1 Personal Viewer..................................................................................................... 256 Xyberview.................................................................................................................... 257 Liteye – 400 ................................................................................................................. 258 ProView SL35 Monocular ........................................................................................... 259 Cy Visor....................................................................................................................... 260 eShades ........................................................................................................................ 261

Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale …rue/PDF-Dateien/TZI-Bericht... ·...

Documents

Transcript of Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale …rue/PDF-Dateien/TZI-Bericht... ·...