F r a u n h o F E r - i n s t i t u t F ü r
g r a P h i s C h E d at E n V E r a r b E i t u n g i g d
induStriE 4.0als sChlüssel für die fabrik der Zukunft
fraunhofEr auf dEm wEg zu unEntdEcktEn ufErnsChaukelndes sChiff statt massiVes labor
für die angeWandte forsChung
wohnEn in dEr zukunftein einbliCk mit dr. andreas braun
ViSual computing in dEr klinikdie bildbasierte aufbereitung eXistenZieller
gesundheitsdaten entlastet klinikÄrZte
Liebe Partner und Freunde,
erinnern Sie sich, wo Sie am 10. Juli 1989 waren, was Sie damals
erlebt und unternommen haben? Nein? Da dürften Sie in guter
Gesellschaft sein. Kaum jemandem wird dieser Tag noch genau
im Gedächtnis sein. Anders dagegen sieht es beim 9. November
des gleichen Jahres aus, obwohl der Tag ähnlich lange zurückliegt.
Was an diesem Tag geschah, prägte das Weltgeschehen und
besonders das ganz persönliche Schicksal von über 16 Millionen
DDR-Bürgern. Zwei Staaten fanden wieder zueinander, die stark
voneinander getrennt gewesen waren und die doch zusammen-
gehörten.
Der 9. November 1989 prägte auch das Fraunhofer IGD. Schließ-
lich legte der Tag den Grundstein für die heutige Struktur des
Instituts. Nach dem Mauerfall und dem Zusammenbruch der DDR
war die Zukunft der Forschungsgruppe Digitalgraphik am Rosto-
cker Fachbereich Informatik ungewiss. Das Fraunhofer IGD nahm
die Gruppe daher als Rostocker Institutsteil in seine Reihen auf.
Seitdem arbeiten Darmstädter und Rostocker Mitarbeiter Hand
in Hand. Unter dem Motto »Grenzenlos gemeinsam forschen«
feierten wir am 17. Juni 2015 daher unsere ganz persönliche
Vereinigung von Ost und West. Während des Festakts blickten
wir jedoch nicht nur zurück, vielmehr fragten wir: Wo steht das
Fraunhofer IGD heute? Und wir schauten nach vorn. In Zukunft
wird sich unsere Forschungseinrichtung vor allem in Richtung
Forschungsnetzwerke orientieren.
Kulturerbe bewahren
Wenn wir auf das heutige Weltgeschehen schauen, so prägen es
ebenfalls einschneidende Ereignisse – leider weniger schöne als
vielmehr schockierende Ereignisse, so etwa die Zerstörungswut
Editorial
e d i t o r i a l
der Terrororganisation Islamischer Staat. Der IS will seine Macht
durch kulturverachtende Anschläge demonstrieren: Im Mai 2015
eroberten die Dschihadisten beispielsweise die antike Oasenstadt
Palmyra, plünderten mehrere Mausoleen, zerschmetterten Skulp-
turen und sprengten den etwa 2000 Jahre alten Baaltempel. Die
Bestürzung über die Zerstörung dieses UNESCO-Weltkulturerbes
greift weltweit um sich. Auch Plünderungen, Kriege und Natur-
katastrophen fordern ihren steten Tribut und dezimieren die Zahl
der Kunstgegenstände.
In gewisser Hinsicht müssen wir damit leben. Kriege und Natur-
katastrophen lassen sich schwerlich vollständig verhindern. Und
dennoch können wir etwas tun. So arbeiten wir am Fraunhofer
IGD daran, die Kunstgegenstände für die Nachwelt zu erhalten –
und das auch dann, wenn es nicht gelingen sollte, sie vor einer
Zerstörung zu bewahren. Wie das? Indem die Schätze, Muse-
umsgegenstände und kulturgeschichtlichen Stätten digitalisiert
werden. Auf diese Weise lassen sie sich jederzeit nutzen und
noch dazu parallel: Während Wissenschaftler einen digitalisierten
Tempel untersuchen, können zur selben Zeit Museumsbesucher
aus aller Welt virtuell durch das antike Bauwerk schlendern.
Visual Computing in der industrie 4.0
Keine Frage, der Erhalt von Kulturgut ist in der heutigen Zeit eine
Aufgabe, die aktueller leider nicht sein könnte. Das Potenzial
der Digitalisierung ist damit bei Weitem nicht ausgeschöpft.
Auch bei Unternehmern ist das Digitalisieren sehr gefragt, vor
allem im Kontext von Industrie 4.0. Die Produktion von morgen
sieht gänzlich anders aus als die heutige: Die Fertigungsanlagen
sind intelligent, sie können sich untereinander absprechen und
somit fl exibel reagieren. Die Produkte wiederum kennen ihren
Zustand und wissen, was ihnen zum fertigen Produkt noch fehlt.
Diese fl exible Fertigung kann allerdings nur dann funktionieren,
wenn die digitale und die reale Welt übereinstimmen, und zwar
jederzeit. Wir am Fraunhofer IGD haben für diese Kongruenz das
Wort cyber-physische Äquivalenz geprägt. Visual Computing ist
hier der Schlüssel – er öffnet sowohl die Tür zur cyberphysischen
Äquivalenz als auch die Pforte zur Industrie 4.0. Ebenso wie bei
der Digitalisierung selbst gilt auch bei den hier entwickelten Tech-
nologien: Sie reichen weit über die Industrieanwendungen hinaus.
So sehr die Technologie die Industrielandschaft auch verändern
mag, der Mensch steht in der Industrie der Zukunft weiterhin
im Mittelpunkt. Die 27. Konferenz der Academia Europaea
tagte vom 7. bis 10. September 2015 in Darmstadt und wurde
vom Fraunhofer IGD organisiert. Die Konferenz kreiste daher
um die Frage: Wie lassen sich Mensch und Technologie näher
zusammenbringen? Hochrangige Forscher verschiedener
Fachrichtungen warfen hier gemeinsam einen Blick über den
Tellerrand und ließen Darmstadt einmal mehr zum Zentrum der
Wissenschaft werden.
Welche innovativen Technologien unsere Forscher darüber hinaus
ersonnen haben, darüber informieren wie Sie im vorliegenden
Jahresbericht. Wir wünschen Ihnen eine spannende Lektüre.
Prof. Dr. Dieter W. Fellner Dr. Matthias Unbescheiden
01
Prof. Dr. Dieter W. Fellner (rechts), Leiter des Fraunhofer IGD, und sein Stellvertreter, Dr. Matthias Unbescheiden.
02 i n h a lt
01 EditoriaL
04 industriE 4.0 – VisuaL ComPuting aLs sChLüssEL
Für diE FabriK dEr ZuKunFt
Das Reale virtualisieren, das Virtuelle realisieren – dies ermög-
lichen Visual-Computing-Technologien für die Industrie 4.0.
Die Mitarbeiter sehen auf einem Bildschirm virtuell, was die
Maschinen im selben Moment real machen – und auch das,
was sie in naher Zukunft tun werden.
09 »sEhEndE« tEChniK – hiLFrEiCh in industriE
und tourismus
Mitunter braucht die Technik »Augen« – etwa, wenn es darum
geht, die Realität zu erfassen und mit Zusatzinformationen anzu-
reichern. Im Wettbewerb »Tracking Challenge« des VW-Konzerns
maßen sich Ende 2015 Wissenschaftler verschiedener Einrichtungen
in dieser Kunst: Ganz vorn lagen die Forscher des Fraunhofer IGD.
10 FraunhoFEr auF dEm WEg Zu unEntdECKtEn uFErn
Die Forscher des Fraunhofer IGD sind es gewohnt vieles an
Computern und in ihren Laboren zu erarbeiten. Im Sommer
2015 machten sich einige von ihnen auf eine abenteuerliche
Forschungsreise ins Skagerrak.
13 QuEr durCh diE FarbPaLEttE
Die Farbgebung beim 3D-Druck war bislang ein heikles Thema.
Der Druckertreiber »Cuttlefish« beendet dieses Dilemma und
hat schlagartig Berühmtheit erlangt. Auch für andere »Farb«-
Themen bieten die Forscher am Fraunhofer IGD Lösungen.
14 WohnEn in dEr ZuKunFt
Die Forscher des Fraunhofer IGD wollen die Zukunft des
Wohnens aktiv mitgestalten. Wie sie Intelligenz in unsere vier
Wände bringen und was das uns bringen wird, erfahren wir im
Interview mit Dr. Andreas Braun.
18 KunstgEgEnständE am LauFEndEn band
digitaLisiErEn
Verborgen in Kellern und Lagerräumen beherbergen Museen
oft riesige Sammlungen von Kunstgegenständen. Eine digitale
Scanstraße erlaubt es nun, diese Unmengen von Schätzen zu di-
gitalisieren, und zwar vollautomatisch: Alle zehn Minuten kann
ein neues Objekt gescannt werden.
20 VisuaL ComPuting in dEr KLiniK
Ein Bild sagt mehr als tausend Worte, heißt es. Doch im Klinikall-
tag lassen sich Bilder ihre Geheimnisse manchmal nur durch zähe
Analysen entlocken. Krankenhausärzte müssen viel Zeit opfern,
um Bilder der Computertomographie oder Magnetresonanzto-
mographie auszuwerten. Die passenden Werkzeuge, um dies zu
beschleunigen, bietet ihnen die Forschung des Fraunhofer IGD.
24 grEnZEnLos gEmEinsam ForsChEn
25 Jahre nach der Wiedervereinigung resümierte das Fraunhofer
IGD und fragte bei der Veranstaltung »Grenzenlos gemeinsam
forschen«, wie es um die gemeinsame Forschungsgeschichte der
Standorte Darmstadt und Rostock steht.
V i s u a l C o m p u t i n g a l s s C h l ü s s e l f ü r d i e f a b r i k d e r Z u k u n f t
Was kann Visual Computing in der industrie 4.0 leisten? Vieles, mei-nen die forscher des fraunhofer igd. die industrie der Zukunft wird Virtuelles und reales deutlich enger miteinander verknüpfen als bisher.
f r a u n h o f e r a u f d e m W e g Z u u n e n t d e C k t e n u f e r n
ein schaukelndes schiff statt ein massives labor? für drei forscher des fraunhofer igd war dieses sze-nario sieben tage lang realität: auf dem forschungsschiff »fs alkor« testeten sie ihr neuartiges umwelt-monitoring-system.
W o h n e n i n d e r Z u k u n f t
das Wohnumfeld verändert sich, da sind sich fachleute sicher. doch wo geht die reise hin? das Wohnen wird intelligent. einen einblick gibt dr. andreas braun im interview.
04 10 14
03i n h a l t
27 soFtWarE FLExibEL ZusammEnsEtZEn
Stadtplaner brauchen künftig kein fest vorgefertigtes Software-
paket mehr zu kaufen, sondern können sich die Tools nach
ihren Wünschen und Anforderungen selbst zusammenstellen –
mithilfe des Baukastensystems GEOToolbox.
28 VisuaL ComPuting@darmstadt
Eines der besonderen Talente der Wissenschaftsstadt Darmstadt
ist das Visual Computing, denn schließlich ist in Darmstadt das
Fraunhofer IGD beheimatet. Darmstadt ist ebenso Heimat des
Fachgebiets »Graphische Interaktive Systeme« der Technischen
Universität, kurz GRIS, das in diesem Jahr 40 geworden ist.
30 mr. 3d-intErnEt
»Das klappt doch nie!« Solche Unkenrufe schallten Dr. Johannes
Behr en masse entgegen, als er sich 2000 seiner Vision ver-
schrieb: Er wollte interaktive dreidimensionale Darstellungen
ins Internet bringen. Seine Kunden fanden diese Idee abstrus –
schließlich wurde ihre Geduld schon beim Öffnen einer PDF-Da-
tei auf die Folter gespannt. Wie sollte das bitte erst bei großen
3D-Bildern werden?
32 naChWuChs – hErEinsPaZiErt!
Die Zeiten sind vorbei, in denen sich in den Hörsälen der Natur-
und Ingenieurwissenschaften die Studierenden eng aneinander-
drängten. Der Nachwuchs ist rar. Das Fraunhofer IGD will daher
junge Menschen früh für das Visual Computing begeistern.
34 horiZontE ErWEitErn – MESSEN UND VERANSTALTUNGEN
36 sPiELErisCh Zur inFormation
Bei frontal ausgerichteten Präsentationen mag mancher gelang-
weilt in seinen Stuhl zurücksinken. Vollkommen anders lassen
sich dagegen Inhalte aufnehmen, durch die sich Zuhörer aktiv
hindurchbewegen.
38 Vom nEtZWErKEn mit WissEnsaustausCh
Im September 2015 lag das Zentrum der europäischen Wis-
senschaft in Darmstadt: Hochrangige Forscher versammelten
sich auf der 27. jährlichen Konferenz der Academia Europaea –
organisiert von Professor Fellner, Leiter des Fraunhofer IGD und
des Lehrstuhls GRIS an der TU Darmstadt.
40 FraunhoFEr igd im ProFiL
44 FraunhoFEr igd VErnEtZt
46 FraunhoFEr-gEsELLsChaFt
48 KundEn und KooPErationsPartnEr
50 PubLiKationEn
52 sErViCE und ansPrEChPartnEr
56 ihr WEg Zu uns
57 imPrEssum
V i s u a l C o m p u t i n g i n d e r k l i n i k
röntgenstrahlen und Co. lassen Ärzte in den körper hineinschau-en. doch die bilder geben ihre geheimnisse oft nur widerwillig preis. Visual Computing kann die klinikärzte entlasten.
g r e n Z e n l o s g e m e i n s a m f o r s C h e n
nach der Wende war die Zukunft für viele mitarbeiter der gruppe digitalgraphik am fachbereich informatik der rostocker universität ungewiss. im 25. Jahr des wiedervereinigten deutschlands forschen darmstädter und rostocker Wissenschaftler hand in hand.
m r . 3 d - i n t e r n e t
dreidimensionale spiele, Cad-modelle neuer autos – ohne dr. Johannes behr wären 3d-inhalte im internet nicht das, was sie heute sind. das porträt eines dynamischen Visionärs der informatik.
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i n d u s t r i e 4 . 006
um die Fertigung zu flexibilisieren und die Anlagen intelligent
werden zu lassen, braucht man Computer Vision und 3D-Mo-
delle«, erläutert Professor André Stork, Leiter der Abteilung
»Interaktive Engineering Technologien« am Fraunhofer IGD. Ein
Beispiel ist die geometrische Erfassung von Bauteilen: Wurde das
Teil so gebaut wie gewünscht? Oder ist ein Fehler unterlaufen?
das reale virtualisieren, das Virtuelle realisieren
»Industrie 4.0 macht 3D-Modelle sehr viel bedeutsamer
– Industrie 4.0 wird unsere Forschung noch mal ganz neu be-
feuern«, ist sich der Forscher sicher. Warum? Die Industrie der
Zukunft wird Virtuelles und Reales deutlich enger miteinander
verknüpfen als bisher. So soll es etwa künftig möglich sein, von
jedem Arbeitsplatz aus mit jeder Maschine zu kommunizieren.
Die Mitarbeiter sehen auf einem Bildschirm virtuell, was die
Maschinen im selben Moment real machen – und auch das,
was sie in naher Zukunft tun werden. Momentan bietet der
Alltag noch ein anderes Bild: Falls überhaupt, vermisst der
Mensch mithilfe von Laserscannern reale Produktionsstätten
und überträgt die Daten dann manuell ins Digitale. Entweder
hinkt die virtuelle Darstellung in puncto Aktualität ständig
hinterher oder aber es sind überhaupt keine Daten verfügbar.
Ein großes Ziel der Industrie 4.0 lautet daher: Man möchte das
Reale virtualisieren und das Virtuelle realisieren, und zwar in
Echtzeit. Die digitale Repräsentanz soll also jederzeit mit dem
Realen übereinstimmen. Man spricht dabei auch von Digital
Twins. »Wir haben dafür jedoch den Begriff cyberphysikalische
Äquivalenz geprägt, kurz CPE. Der Begriff Digital Twins wird
nämlich auch für Avatare verwendet«, erklärt Stork.
Dieser Äquivalenz des Realen und Digitalen sind die Forscher
des Fraunhofer IGD bereits ein großes Stück nähergekommen.
Mit Tiefenkameras nehmen sie die Maschine oder die Halle
auf – 30 Mal pro Sekunde. »So können wir Bewegungen
einfangen und diese instantan, also mit sofortiger Auswirkung,
Was kann Visual Comput ing in der industr ie
4 .0 le i s ten? Vie les , meinen d ie forscher des
fraunhofer igd.
Die Zeiten sind vorbei, in denen viele Menschen – Einsamkeit
zelebrierend – alleine zu Hause vor dem Fernseher saßen.
Stattdessen scharen sie virtuell zahlreiche Freunde um sich, sei
es über soziale Netzwerke oder Nachrichtenportale. So weit,
so gut. Allerdings betrifft diese Entwicklung nicht nur uns,
nein, sie beschränkt sich nicht einmal auf Lebewesen. Vielmehr
sollen künftig auch Produktionsmaschinen miteinander und
mit Menschen »reden« – Geräte also, die bislang als eher
unkommunikativ galten und ohne Rücksicht auf ihre Umgebung
vor sich hin gearbeitet haben. Natürlich geht es bei den Produk-
tionsanlagen nicht darum, soziale Bindungen auszuleben und
möglichst viele Freunde um sich zu scharen. Vielmehr sollen sie
so effektiver arbeiten.
»Doch wozu das Ganze?«, mag sich manch einer fragen. Grün-
de für diese Industrie 4.0 genannte Entwicklung gibt es viele. Ein
Grund: Industrie 4.0 flexibilisiert die Fertigung und ermöglicht
somit individuelle Produkte, sprich perspektivisch eine Losgröße
eins. Kunden könnten ihr Produkt daheim am Computer ent-
werfen, die Daten an ein entsprechendes Unternehmen schicken
und das Gewünschte einige Zeit später per Paket erhalten. Bei
einfachen Produkten geht das heute schon so. Künftig soll es
auch für kompliziertere Dinge im Bereich des Möglichen liegen.
Das hängt allerdings davon ab, ob sich die Produktionsanlagen
untereinander absprechen – indem sie etwa klären, welche
Maschine welchen Arbeitsschritt wann übernimmt.
Was kann Visual Computing im Umfeld der Industrie 4.0 leisten?
»Die 3D-Visualisierung ist dabei eine der Basistechnologien, denn
ANSPRECHPARTNER BODO URBAN, ANDRE STORK,
JÖRN KOHLHAMMER, ALExANDER NOUAK
07i n d u s t r i e 4 . 0
ins Virtuelle zurückspielen«, konkretisiert Stork. Wie gut das
funktioniert, konnten Besucher der Hannover Messe feststellen.
Hier präsentierten die Forscher einen Miniroboter Marke fischer-
technik GmbH. Mit einer Tiefenkamera zeichneten sie dessen
Bewegungen auf und übertrugen sie ins Virtuelle, live natürlich.
Auf Basis dieses CPE-Demonstrators entwickeln die Forscher
derzeit ein weiteres Exponat. Es soll den Besuchern der Hanno-
ver Messe 2016 die Idee der kundenindividuellen Produktion
vermitteln. Das Prinzip: Der Besucher baut aus Steckbausteinen
eine beliebige Form, stellvertretend für ein kundenindividuelles
Produkt. Zwei bis drei Tiefenkameras lichten das Bauwerk ab
und erstellen daraus ein 3D-Modell. Die Software analysiert,
in welcher Reihenfolge die Steine verbaut wurden und leitet
daraus wiederum eine Art Bauanleitung ab. Anhand dieser
Anleitung baut ein Roboter das »Produkt« schließlich nach.
Welche Lösungen haben die Forscher darüber hinaus im Bereich
der cyberphysikalischen Äquivalenz entwickelt? Ergebnisse sind
in einem Industrie 4.0-Labor in Rostock zu sehen. Hier können
sich Unternehmen informieren und verschiedene Demon-
strationen anschauen. Der Rostocker Showroom wurde zum
»Ausgewählten Ort im Land der Ideen 2015« gekürt, ein Preis,
den der Standort bereits zum dritten Mal erhielt, das Fraunhofer
IGD sogar zum fünften Mal.
gläserne Produktionsanlagen erlauben zukunftsgerichtete analysen
Die Industrie 4.0 mag sich in vielerlei Hinsicht von der
heutigen Produktion unterscheiden. Eine Anforderung jedoch
haben beide Herstellungsweisen gemein: Die Maschinen
und Produktionsanlagen müssen problemfrei laufen. Wenn
die Bänder stillstehen, geht dies mit enormen Kosten einher.
Läuft eine Maschine nicht mehr rund, sollen Sensoren dies
frühzeitig registrieren – und so einen späteren Ausfall der
Anlage verhindern. Doch solche Sensoren erzeugen riesige
Datenmengen, die bislang nur sporadisch ausgewertet werden
können. Auch ist bisher nicht klar, welche Sensordaten entspre-
chende Hinweise geben können. Hier hilft eine neue Software
des Fraunhofer IGD: Damit können Fachexperten die großen
Datenmengen visuell analysieren und die Ergebnisse verschie-
dener Maschinen miteinander vergleichen. Wie sehen die
Daten intakter Maschinen aus, welche Daten ändern sich unter
Verschleiß? »Wir kommen somit weg von der Auswertung
der Vergangenheit hin zu einer Analyse, die es erlaubt, in der
Zukunft gezielter zu agieren«, sagt Professor Jörn Kohlhammer,
Leiter der Abteilung »Informationsvisualisierung und Visual
Analytics« am Fraunhofer IGD.
Den Menschen durch flexible und aktuelle assistenzsysteme unterstützen
So intelligent die Maschinen auch werden mögen, gewiss ist,
dass der Mensch auch in Zeiten von Industrie 4.0 eine wichtige
Rolle in den Produktionshallen spielen wird. »Daher entwickeln
wir verschiedene Assistenzsysteme, die die Mitarbeiter
bestmöglich unterstützen«, sagt Professor Bodo Urban, der den
Rostocker Teil des Fraunhofer IGD leitet. Leitstände zum Beispiel
führen komplexe Informationen aufgabenbezogen zusammen –
die Schichtleiter sehen somit auf einen Blick, was in ihrem
Produktionsbereich gerade passiert. Dafür erstellen die Forscher
ein dreidimensionales Modell der gesamten Produktionsanlage,
welches der Mitarbeiter auf einem Multitouch-Display sieht. Läuft
beispielsweise der Stromverbrauch an der Säge aus dem Ruder,
leuchtet das entsprechende Anzeigenfeld rot. Detailinformatio-
nen können per Touch abgerufen werden und verraten, wie der
Stromverbrauch in den letzten Minuten, Stunden, Tagen war.
Bei den Assistenzsystemen setzen die Forscher auf Flexibilität.
»Starre Systeme helfen wenig, wenn die Abläufe flexibel werden.
Schließlich soll der Werker nicht stumpf geführt werden,
i n d u s t r i e 4 . 008
sondern sein Erfahrungswissen einbringen können«, verrät
Urban. So verfolgen die Forscher beispielsweise die Werkzeuge,
die der Mitarbeiter zur Hand nimmt, und leiten daraus ab,
was er gerade tut, um flexibel auf die aktuelle Situation des
Mitarbeiters reagieren zu können. Ein weiterer wichtiger Punkt
liegt in der Aktualität – vor allem, wenn es um neue Produkte
geht. Ein Beispiel: Wird die Produktpalette umgestellt, müssen
die Mitarbeiter geleitet und eingearbeitet werden – etwa
wenn sie neue Automodelle montieren sollen. Bislang mussten
Mitarbeiter die Montagedaten aufwendig per Hand in ein ent-
sprechendes Trainingssystem einfügen. Mitunter traten jedoch
in der Zeit, in der die Mitarbeiter das Trainingssystem mit Daten
fütterten, bereits erneut Änderungen am Automodell auf.
Kurzum: Die Trainingsdaten waren meist schon wieder veraltet.
»Für die Autohersteller Opel und Volvo nutzen wir die Daten
aus der Produktionsentwicklung direkt für Trainingszwecke, und
zwar ohne sie weiter aufbereiten zu müssen. Die Daten, mithilfe
derer die Monteure trainiert werden, sind somit immer aktuell«,
erklärt Stork.
Diese Assistenzsysteme sollen langfristig auch dazu führen,
Mensch und Roboter besser zusammenarbeiten zu lassen, und
zwar so, wie menschliche Kollegen es auch tun. Die metallenen
Gesellen sollen wahrnehmen, was der Mensch tut, sich mit ihm
abstimmen und ihm assistieren. Ȇber unser Assistenzsystem
weiß der Roboter, welche Aufgaben als Nächstes anstehen«,
erklärt Urban.
daten sicher verwalten mithilfe der biometrie
Transparenz wird großgeschrieben in der Industrie 4.0 − umso
wichtiger, dass die Daten nicht in falsche Hände gelangen.
Personenbezogene Merkmale könnten die Sicherheit erhöhen,
schließlich kann man seine Ohrenform oder sein Irismuster nicht
weitergeben wie einen Schlüssel oder auch eine PIN – auch
das Verlieren derselben scheidet aus.
Bislang kommen solche personenbezogenen Merkmale selten
zum Einsatz. »Das Ziel liegt hier vor allem in biometrischen Sys-
temen, die sich unaufdringlich in den Arbeitsablauf einfügen«,
sagt Alexander Nouak, Leiter der Abteilung »Identifikation und
Biometrie« am Fraunhofer IGD. »Bestes Beispiel ist das iPhone
von Apple – hier nimmt der Nutzer die biometrische Erfassung
seines Fingerabdrucks kaum wahr.«
Noch sicherer und nutzerfreundlicher wird es, wenn man nicht
nur ein Merkmal erfasst, sondern gleich mehrere charakte-
ristische Zeichen: Die multimodale Biometrie kombiniert zum
Beispiel Gesichtserkennung, Irismuster, Fingerabdruck und Ohr-
muschelform. Hat die Kamera das Gesicht beispielsweise nur
mäßig erkannt, braucht der Nutzer nicht wie bisher erneut in
die Kamera zu blicken. Stattdessen identifiziert das System den
Mitarbeiter zweifelsfrei über das Ohr oder den Fingerabdruck.
Welche Erkennungsmerkmale man dabei anwendet, hängt ganz
von den Gegebenheiten ab. Vor allem Dinge, die der Nutzer
immer wieder anfasst, bieten sich zur Authentisierung an,
indem man sie etwa mit einem Fingersensor versieht. Muss der
Anwender viel schreiben, lässt sich die Dynamik der Handschrift
oder die persönliche Art und Weise des Tippens auf einer
Tastatur analysieren.
Biometrie beschränkt sich auf Lebewesen. »Die Konzepte sind
jedoch auch auf Gegenstände übertragbar oder vorstellbar«,
sagt Nouak. »Wir identifizieren momentan in Werkstücken
bestimmte Eigenschaften, die sich für eine Erkennung
eignen.« Man spricht dabei auch von »physical unclonable
functions«, kurz PUF. So ließe sich etwa Produktpiraterie besser
nachweisen. »Haben wir in früheren Zeiten ein Muster auf
die entsprechenden Werkstücke und Produkte aufgebracht«,
sagt Nouak, »wollen wir nun die Charakteristik untersuchen,
die dem Werkstück eigen ist.« Auf diese Weise sollen auch die
Werkstücke eine gewisse Intelligenz erhalten und somit bestens
für die Industrie der Zukunft gerüstet sein.
09a u g m e n t e d r e a l i t y
sondern ihn dabei noch mit virtuellen dreidimensionalen Geometrien
überlagern – und das möglichst lange. Als Teilnehmer gingen auch
die Forscher vom Fraunhofer IGD an den Start. Das Ergebnis: eine
Eins mit Sternchen. Anders gesagt: Sie erlangten in drei der vier
Kategorien den ersten Preis. Bei der vierten Aufgabe, die sich um die
Erkennung eines Bauteils drehte, schafften sie es auf Platz zwei.
Zeitreisen mit ar – auf schloss burg an der Wupper
Nicht nur Autobauer wie VW interessieren sich für diese Techno-
logie des Erkennens. Auch in gänzlich anderen Bereichen ist sie
vorteilhaft – beispielsweise im Tourismus. So können Besucher
von Schloss Burg an der Wupper in Solingen mittels AR mehr als
hundert Jahre zurück in die Vergangenheit reisen und erfahren,
wie das Gemäuer zu dieser Zeit aussah. Möglich macht es die
gleichnamige kostenlose App »Schloss Burg«. Über die im Smart-
phone integrierte Kamera erkennt die App, wo sich der Besucher
momentan befindet. An zwölf verschiedenen Standorten versorgt
sie ihn mit kurzen Texten und Bildern zu den Themenbereichen
Wissenswertes, Geschichte, Ruine und Wiederaufbau oder auch
mit historischen 360-Grad-Ansichten: Stehen die Besucher im
Schlosshof, können sie zwischen der heutigen Ansicht und der
historischen hin- und herschalten. Fotografieren die Nutzer
dagegen im Rittersaal das dort hängende Gemälde, lüftet die App
das Geheimnis, wer dort eigentlich porträtiert wurde: Sie blendet
Informationen zu den abgebildeten Personen ein.
Der Mensch ist ein wahres Meisterwerk. Bereits das Baby lernt,
Personen in seiner Umgebung zu erkennen. Was der Erdenbürger
gewissermaßen von alleine erfasst, dazu braucht die Technik einiges
an Nachhilfe − nicht nur dann, wenn es wie bei der Biometrie darum
geht, Personen anhand ihrer charakteristischen Merkmale zu erken-
nen, sondern auch beim Identifizieren von Gegenständen. Doch eben
dieses Erkennen und vor allem das Verfolgen von bewegten Objekten
ist elementar, wenn es um die Erweiterte Realität geht, auch Augmen-
ted Reality (AR) genannt – das Tracking ist quasi die Basistechnologie.
Wer »unterrichtet« die technik am besten?
Wie wichtig es ist, der Technik »Augen« zu verleihen, zeigt der Wett-
bewerb »Tracking Challenge«, den der Autokonzern VW ausschreibt.
Hier messen sich Wissenschaftler verschiedener Einrichtungen anein-
ander und versuchen, vorgegebene Szenarien optimal zu lösen. Dabei
registrieren sich die Forscher in einem lokalen Koordinatensystem und
sollen sich darin mithilfe von Tracking orientieren. Die Aufgaben ori-
entieren sich an den Anforderungen der Automobilindustrie ebenso
wie an aktuellen Fragestellungen aus der Wissenschaft.
Im Jahr 2015 gab es vier verschiedene Aufgaben: So galt es beispiels-
weise einen bewegten Gegenstand zu verfolgen – etwa ein Lenkrad,
das an einem Roboterarm befestigt ist und von diesem auf kurvigen
Wegen durch den Raum geführt wird. Doch damit nicht genug.
Die Forscher sollen den Gegenstand nicht nur im Blick behalten,
»SEhEndE« tEchnik – hilfrEich in induStriE und touriSmuS
Mitunter braucht d ie Technik »Augen« – etwa dann, wenn es darum geht , d ie Rea l i tät zu er fassen und mit
Zusatz informationen anzureichern. Im Wettbewerb »Tracking Chal lenge« des VW-Konzerns maßen s ich kürz l ich
Wissenschaft ler verschiedener E inr ichtungen in dieser Kunst: Ganz vorn lagen die Forscher des Fraunhofer IGD.
Die Anwendungen re ichen vom Autobau bis h in zur Bes icht igung von Schlössern.
ANSPRECHPARTNER ULI BOCKHOLT
E i n s c h a u k e l n d e s S c h i f f s t a t t e i n m a s s i v e s L a b o r ? F ü r d r e i F o r s c h e r d e s F r a u n h o f e r I G D
w a r d i e s e s S z e n a r i o s i e b e n Ta g e l a n g R e a l i t ä t : A u f d e m F o r s c h u n g s s c h i f f » F S A l k o r «
t e s t e t e n s i e i h r n e u a r t i g e s U m w e l t - M o n i t o r i n g - S y s t e m – e r f o l g r e i c h .
11f o r s C h u n g s s C h i f f s r e i s e
4. Juli 2015, 14 Uhr, irgendwo mitten im Skagerrak, einem Teil der
Nordsee. Die Meereswogen branden an den Rumpf der »FS Alkor«.
Hier liegt gespannte Erwartung in der Luft. Zwölf Wissenschaftler
drängen sich an der Reling. Matrosen, Bootsmänner und Offiziere
wuseln geschäftig umher. Die »FS Alkor« ist nämlich ein For-
schungsschiff und für das Team der Forscher naht die Stunde der
Wahrheit. Hält ihre Entwicklung, was sie verspricht? Oder waren
die Mühen der letzten Monate umsonst? Während der Kapitän
das Schiff möglichst ruhig hält, betätigt die Decksbesatzung eine
Winde: Daraufhin erhebt sich ein sechseckiges, etwa drei Meter
hohes Metallgestell an einem starken Draht in die Höhe, baumelt
hin und her, bewegt sich über die Reling in Richtung Wasser und
taucht dann langsam hinein. Doch – aller gedrückten Daumen
zum Trotz − die Wellen sind zu hoch, einige Teile des Gestells lösen
sich. Hektik breitet sich aus. Die Winde hebt das Gestell samt der
gelösten Teile wieder aus dem Wasser, dutzende Hände strecken
sich dem Gestänge entgegen und geleiten es vorsichtig auf die
Schiffsoberfläche. Während die Forscher vom Fraunhofer IGD die
Daten der Kameras auswerten, die an dem Gestell angebracht
waren, zücken ihre Kollegen die Schraubschlüssel und rücken
der Hardware zu Leibe, also dem Gestell. Und dann startet das
Unternehmen von vorne – dieses Mal erfolgreich.
Sensorsystem FlexMoT erkennt Unterwasserleckagen sofort
Doch was genau testen die Wissenschaftler eigentlich? »Wir haben
das modulare Sensorsystem FlexMoT entwickelt, gemeinsam mit den
Kollegen von drei Industriepartnern und dem GEOMAR. Das System
misst verschiedene Parameter im Meer, etwa Temperatur, Salzgehalt
oder im Wasser gelöstes Methan«, erläutert Gruppenleiter Thomas
Ruth vom Fraunhofer IGD in einer ruhigen Minute. Er koordiniert das
Projekt an Bord gemeinsam mit seinen zwei Kollegen.
ANSPRECHPARTNER THOMAS RUTH
»So könnte das Sensorsystem beispielsweise rund um Bohrinseln
herum frühzeitig erkennen, ob irgendwo eine Leckage ist.« Zwar
nutzen Meeresforscher solche profilierenden Systeme teilweise
bereits, allerdings bauen sie diese meist selbst und tüfteln daran
mitunter mehrere Jahre. »Wir dagegen arbeiten an einem System
von der Stange. Das könnte man auch für Langzeitmessungen aus-
bringen, und zwar mit kleineren und leichter verfügbaren Schiffen,
etwa mit Versorgungsbooten«, ergänzt Ruth.
Das Prinzip: Erreicht das Metallgestell den Meeresboden, entlässt
es eine Boje. Die steigt nach oben – zehn Meter unter der
Wasseroberfläche allerdings ist Schluss, mehr Leine gibt das System
nicht. So ist die Boje dem mitunter heftigen Wellengang an der
Oberfläche nicht ausgesetzt. Mit ihrem Auftrieb strafft die Boje das
Seil, womit sie mit dem Gestell auf dem Meeresboden verbunden
ist. Von Zeit zu Zeit fährt nun ein kleiner Aufzug am Seil hinauf
und hinab. Metallgestell und Aufzug sind mit Sensoren bestückt,
sodass das Gestell Daten am Meeresgrund aufnimmt, während der
Aufzug Ergebnisse aus der gesamten Wassersäule liefert. Zudem
erlaubt das System ein Echtzeit-Monitoring, sprich jeden Tag lässt
es einen Datenballon an die Wasseroberfläche steigen.
12 f o r s C h u n g s s C h i f f s r e i s e
Hier klinkt sich der Ballon in das Mobilnetz ein und sendet seine
Daten an eine Landstation, wo sie ausgewertet werden können.
Bei abgelegenen Standorten kommuniziert der Datenballon über
Satellit. Das System zeigt großes Durchhaltevermögen: Bis zu
einem Jahr kann es im Wasser bleiben, bevor die Akkus schlapp-
machen. Herkömmlichen Systemen geht meist bereits nach ein
oder zwei Monaten der Saft aus.
Doch genug der Theorie, zurück an Bord. Das Deck hat sich
inzwischen beinahe geleert. Mittlerweile wurde das Gestell im
Wasser versenkt und mit einem Klick auf dem Tablet wurde die
aktuelle Schiffsposition und Wassertiefe in die Systemkonfigu-
ration übernommen. Nun drängen sich die Wissenschaftler im
schiffseigenen Labor vor einem kleinen flimmernden Schwarz-
Weiß-Bildschirm. Was sie dort sehen, erinnert ein wenig an eine
Mondlandung: Eine kleine Sprengladung trennt das Gestell
von der Seilwinde, sodass es auf dem eintönigen Meeresboden
aufsetzt. Nun flitzen die Forscher auf das Peildeck, das sich über
der Schiffsbrücke befindet. Bewaffnet mit Fernglas und Tablet
halten sie dort Ausschau nach der ersten kleinen Datenboje, die
nach zehn Minuten aufsteigen soll. Da ist sie! Aber nein, das
war nur eine zitronengelbe Qualle. Doch dann hat jemand die
Boje erspäht und schaut sogleich auf das Tablet, ob die Daten
wohlerhalten eingetroffen sind. Und siehe da: Die Verbindung
steht, die Datenboje übermittelt zuverlässig die Ergebnisse,
welche die verschiedenen Sensoren unter Wasser aufgenommen
haben. Strahlende Gesichter rundum.
anomalien auf einen blick erkennen
Nun kehrt etwas Ruhe ein. Nahezu gemächlich machen sich die
Wissenschaftler daran, die empfangenen Daten auszuwerten.
Zeit genug also, um Thomas Ruth dabei über die Schulter zu
schauen. »Die Software haben wir größtenteils am Fraunhofer
IGD entwickelt«, erklärt er, während er auf den Monitor schaut.
»Da ist einerseits die Betriebssoftware: Sie sinkt quasi mit
auf den Meeresgrund und gibt dort die Startbefehle für die
Datenbojen. Und andererseits eine Auswertungssoftware auf
der sogenannten ›Topside‹, die wir hier gerade benutzen.« Ein
Dashboard zeigt an, wie sich die einzelnen Parameter wie die
Methankonzentration oder Temperatur verhalten, und erstellt
einen entsprechenden Lageplan der Umgebung. »Anomalien
sieht man dabei auf einen Blick«, freut sich Ruth. »Zeigt etwa
die Temperaturkurve eine Auffälligkeit, kann der Nutzer mit
einem Fingerdruck in diesen Zeitbereich hereinzoomen – und
sieht dann auch genau diesen zeitlichen Ausschnitt für alle
anderen Parameter.« Die Software fragt außerdem Zusatzdaten
von speziellen Anbietern an und speichert diese ab, etwa das
Seewetter an der Position der Messung sowie die Wellenhöhe.
Bei bisherigen Systemen gestaltete es sich deutlich umständlicher
und langwieriger, die Daten gemeinsam auszuwerten: Da jeder
Sensorhersteller eine eigene Auswertungssoftware hat, musste
man für jeden Parameter die Software wechseln.
Eineinhalb Tage später. Auf der See stürmt es zunehmend – an
ein Weiterarbeiten ist nicht zu denken. Zwar wollten die Forscher
eigentlich vier Tage im Skagerrak bleiben, doch das Wetter macht
ihnen einen Strich durch die Rechnung. Stattdessen heißt es nun,
das Gestell zu bergen und in ruhigere Gefilde umzusiedeln, um
die Erprobung dort weiterzuführen.
Wieder daheim im Labor resümiert Ruth: »Alle Komponenten
funktionieren und unsere Sensoren liefern zuverlässige Ergeb-
nisse – auch wenn wir hin und wieder Hand anlegen und Dinge
anpassen mussten. Und die Zusammenarbeit auf dem Schiff ist
einmalig: Während wir sonst alle in unseren Laboren vor uns hin
forschen, überlegen wir dort in großer Runde. Der Schiffsalltag
hat viele Anregungen für neue Entwicklungen und zukünftige
Technologien parat gehalten. Kurzum: Den Arbeitsalltag auf
einem Forschungsschiff selbst miterlebt zu haben, lässt sich
durch nichts ersetzen.«
13C o l o r & i m a g i n g
QuEr durch diE farbpalEttE
Dunkler Samt an allen Wänden lässt kein Quäntchen Licht herein-
dringen. Im Inneren allerdings leuchtet an einem ein Meter langen
beweglichen Arm eine mit 22 LEDs bestückte Lichtquelle. Damit
können die Forscher zahlreiche unterschiedliche Lichtzusammen-
setzungen realisieren, sei es Tageslicht oder das Licht verschiedener
Lampen. Das Licht fällt aus beliebigen Richtungen auf Testfarben
des 3D-Druckers, das reflektierte Licht kann aus beliebigen
Richtungen detektiert werden. Auf diese Weise ermitteln die
Wissenschaftler genau, wie welche Farbzusammensetzung wirkt –
und können den Drucker somit präzise kalibrieren.
darmstadt – drehscheibe der Farbwissenschaften
Ein weiteres Highlight im Bereich der Farbgebung war die inter-
nationale »IS&T Color and Imaging Conference« – die wichtigste
Veranstaltung ihrer Art im Bereich der Farbwissenschaften.
Erstmals fand sie nicht in den USA statt, sondern in Deutschland,
genauer gesagt in Darmstadt. Program Chair war Philipp Urban,
Leiter der Abteilung »3D-Druck-Technologie« am Fraunhofer IGD.
Gemeinsam mit dem Kollegen Michael Murdoch vom Rochester
Institute of Technology (RIT) kümmerte er sich um das wissen-
schaftliche Programm. Die Organisation übernahm Urban mit sei-
nem Team vor Ort: Sie managten das Rahmenprogramm, buchten
die Hotels und warben bei der DFG finanzielle Unterstützung ein.
Die Konferenz wurde außergewöhnlich gut angenommen. Statt
der erwarteten 150 Personen tauschten sich 189 Menschen bei
der Veranstaltung aus – und wie in den 22 Jahren zuvor kamen sie
aus allen Winkeln der Erde.
Über Nacht – und vollkommen unerwartet – mauserte sich die
Software »Cuttlefish« zum Medienstar. Der Grund für die erlangte
Berühmtheit war ein wissenschaftlicher Aufsatz, den die Forscher
des Fraunhofer IGD Mitte des Jahres 2015 publizierten. Eine solche
Veröffentlichung bleibt in der Medienlandschaft meist unbemerkt.
Ganz anders bei Cuttlefish: Das Magazin MIT Technology Review
gab den Aufsatz in leicht verständlichen Worten wieder und
brachte damit den Stein ins Rollen. Die Forscher hätten »die letzte
große Herausforderung des 3D-Drucks gelöst«, titelte das Blatt.
Und plötzlich hallten die Wörter »3D-Druck« und »Fraunhofer IGD«
aus allen Richtungen wider, und zwar in der Presse weltweit.
Was verbirgt sich hinter dem Namen, der derartige Wellen schlug?
Wenn wir vorstellen dürfen: Cuttlefish ist ein Druckertreiber,
mit dem man »erschreckend realistische Farbdrucke« machen
kann, wie es das Web-Portal »3D Printing Industry« ausdrückte.
Cuttlefish imitiert nicht nur die Farbe, sondern auch die Textur des
Originalgegenstands täuschend echt – und ermöglicht es somit,
Gegenstände mit einem 3D-Drucker exakt zu kopieren.
3d-drucker farblich kalibrieren
Die Forscher der Abteilung »3D-Druck-Technologie« kümmern
sich jedoch nicht nur um den 3D-Druck selbst. Auch bei der Kali-
brierung haben sie die Nase vorn. Mit ihrem Gonioreflectometer
können sie beim Druck eine Farbgenauigkeit erzielen, die weltweit
einmalig ist. Von außen betrachtet erscheint das Gerät zunächst
einmal unspektakulär: Man sieht lediglich einen über zwei Meter
langen und ebenso breiten schwarzen Kasten.
D i e Fa rbgebung be im 3D-Druck war b i s l ang e in he i k l e s Thema – s i e rea l i t ä t sge t reu zu ges ta l t en , wa r kaum
mög l i ch . De r D rucke r t re ibe r »Cut t l e f i sh« beende t d i e se s D i l emma und ha t s ch l aga r t i g Be rühmthe i t e r l ang t .
Auch fü r ande re »Fa rb« -Themen b i e ten d i e Fo r s che r am F raunhofe r IGD he raus ragende Lösungen .
ANSPRECHPARTNER PHILIPP URBAN
D a s Wo h n u m f e l d v e r ä n d e r t s i c h , d a s i n d s i c h
F a c h l e u t e s i c h e r. D o c h w o g e h t d i e R e i s e h i n ?
15i n t e l l i g e n t e s W o h n e n
Wohnen – da geht es in erster Linie um Behaglichkeit, um das
Gefühl von Geborgenheit. Dies meinen zumindest die einen. Diese
Priorität sehen nicht alle, was nicht heißen soll, dass die Behaglichkeit
anderen weniger wichtig wäre. Doch im Vordergrund steht, den
Alltag der Bewohner zu unterstützen und die Wohnungen mit
Intelligenz zu versehen. Was das im Alltagsleben heißt, verrät Dr.
Andreas Braun. Der Informatiker leitet die Abteilung »Smart Living &
Biometric Technologies« am Fraunhofer IGD.
herr dr. braun, wie werden wir zukünftig wohnen?
Das Wohnen wird zunehmend intelligent, ohne dass die dafür
notwendige Technik als solche sichtbar wird. Man spricht dabei
auch von Ambient Assisted Living, kurz AAL. Davon profi tieren vor
allem ältere Menschen: Schließlich erlaubt die Technik ihnen, mög-
lichst lange und selbstbestimmt in ihren Wohnungen zu leben. Die
Grundvoraussetzung dafür: Die Geräte müssen verstehen, was der
Bewohner möchte – seine Wünsche also erfassen und umsetzen.
Möchte er etwa das Licht dimmen, so soll es künftig ausreichen,
wenn der Bewohner auf die Lampe zeigt und sagt: »Dunkler
schalten«. Bei komplexeren Wünschen kommt man nicht umhin,
dafür eine Art Kommunikation zwischen den Geräten aufzubauen,
sprich die Geräte müssen sich im Hintergrund miteinander unter-
halten – sich quasi absprechen, wer welchen Beitrag leisten kann,
um den Wunsch des Bewohners zu erfüllen.
das klingt ungewöhnlich. Wo steht das intelligente
Wohnen momentan?
Es gibt bereits zahlreiche Lösungen für das intelligente Wohnen:
Spezielle Badezimmerspiegel erinnern die Bewohner daran, ihre
Medikamente einzunehmen. Der Herd schaltet sich selbstständig
aus, wenn kein Topf darauf steht. Und verlässt die Person nachts
ihr Bett, leitet das Licht sie ins Badezimmer. Allerdings waren dies
bislang Insellösungen, also jede Anwendung hatte ihre individuelle
Software. Wollte man sie mit anderen Ansätzen kombinieren,
ANSPRECHPARTNER ANDREAS BRAUNAKTOREN
SENSOREN
Hier geht es ebenfalls darum, die Plattform »universAAL« zu
testen, wenn auch auf anderer Ebene. Es steht nicht so sehr die
Größe der Datenmasse im Vordergrund, schließlich umfasst das
WoQuaZ in Weiterstadt »nur« 20 Wohnungen, eine Demenz-WG
und eine Tagespflege. Vielmehr geht es darum, einzelne Sensor-
systeme in die Plattform einzubinden und zu steuern – und das
möglichst alltagsnah. So beispielsweise unser System CapFloor:
Dabei registrieren Sensoren, die sich im Boden unter dem Laminat
verbergen, ob der Bewohner steht, läuft, geht – oder ob er
gestürzt ist und hilflos am Boden liegt. In diesem Fall sendet das
System ein Alarmsignal. Nachdem wir CapFloor zunächst im Labor
auf einigen Quadratmetern Fläche getestet haben, weiten wir
diese Untersuchungen im WoQuaZ aus. Bislang haben wir die
Sensoren in drei Wohnungen installiert – ab 2016 sollen sie dann
in allen Wohnungen zu finden sein, auf insgesamt über tausend
Quadratmetern. Auf so einer riesigen Fläche können nämlich
ganz andere Probleme auftauchen als in einer kleinen Laborecke.
Endgültige Ergebnisse gibt es zwar noch nicht, doch bislang sind
die Nutzer zufrieden.
Die Anwendungen von CapFloor begrenzen sich übrigens nicht
allein auf Stürze: So können die Sensoren beispielsweise dafür
sorgen, dass das Licht im Bad angeht, wenn der Bewohner in
die entsprechende Richtung geht. Auch kann es die Heizung
ausstellen, wenn niemand in der Wohnung ist, oder es kann den
Bewohner warnen, wenn beim Verlassen der Wohnung noch
elektrische Geräte laufen oder das Fenster offen steht.
Kann ein interessierter bauherr die intelligente Wohnung
bereits als Komplettlösung kaufen?
Bislang gab es eine solche Komplettlösung nicht. Vielmehr hieß es,
sich die einzelnen Lösungen peu à peu zusammenzusuchen. Diese
Lücke hat der Spin-off »Assisted Home Solutions« geschlossen.
Mein Vorgänger Dr. Reiner Wichert gründete die Firma im Sommer
2015. »Assisted Home Solutions« bietet ein auf »universAAL«
führte das oft zu Problemen. Was bislang fehlte, war eine offene
Plattform, die die verschiedenen Geräte und Sensoren gemeinsam
ansteuert. Eine Plattform, die es den Geräten erlaubt, ihre
Informationen untereinander auszutauschen. Wir haben uns daher
mit Partnern zusammengeschlossen und eine solche Plattform
entwickelt. Das Ergebnis trägt den Namen »universAAL«.
Wie weit ist die Entwicklung dieser softwareplattform
bereits gediehen?
Sie wird momentan sozusagen auf Herz und Nieren geprüft,
und zwar im groß angelegten Praxistest »Make it ReAAL«, den
die EU angestoßen hat und an dem mittlerweile mehr als 5000
Menschen in acht Ländern teilnehmen. In deren Wohnungen
laufen AAL-Technologien von insgesamt 30 Herstellern über die
gemeinsame Softwareplattform »universAAL«.
Es kamen bislang positive Rückmeldungen: Systeme, die früher nicht
miteinander gesprochen haben, kommunizieren jetzt problemlos.
Nehmen wir beispielsweise ein automatisches Blutdruckmessgerät
und eine Körperwaage. Normalerweise ermitteln die Geräte ihre
Daten getrennt voneinander. Die Pflegekraft muss also in zwei
verschiedene Softwaresysteme schauen und die Ergebnisse in eine
Gesamttabelle übertragen. Mit »universAAL« erübrigt sich das.
Sowohl die Waage als auch das Blutdruckmessgerät laufen nämlich
über diese Plattform. Sie erfasst die Daten und speichert sie direkt in
eine gemeinsame Liste. Die Pflegekraft sieht also alle Untersuchungs-
ergebnisse auf einen Blick, gewinnt daher mehr Informationen und
spart sich das manuelle Übertragen der Werte – und das verschafft
schlussendlich auch mehr Zeit für die persönliche zwischenmensch-
liche Betreuung.
im Wohn- und Quartierzentrum Weiterstadt, kurz
WoQuaZ, findet ein weiterer Praxistest statt. Was genau
untersuchen sie dort?
16 i n t e l l i g e n t e s W o h n e n
17
basierendes Gesamtpaket an intelligenten Diensten an. Das
kommt der Komplettlösung einer intelligenten Wohnung
bereits sehr nahe. Das Angebot umfasst Sensoren und Aktoren
unterschiedlicher Hersteller sowie verschiedene Internetdienste.
Der Nutzer kann also auf eine recht große Zahl von Diensten
zurückgreifen.
Weiterhin unterstützt »Assisted Home Solutions« die Bauherren –
sei es bei Neubauten oder bei der Umrüstung von Bestandsbauten,
denn die Erfahrung zeigt: Größtenteils werden AAL-Anwendungen
in der Bauphase eines Hauses nicht richtig geplant. Die Mitarbeiter
des Spin-offs stehen daher beratend zur Seite und stellen sicher,
dass später alles wie geplant funktioniert.
herr dr. braun, welche technologien darf man aus ihrem
hause in Zukunft erwarten?
Wir arbeiten daran, Bewegungsmelder durch unauffälligere
Technologien zu ersetzen, weil diese - bislang in Boxen an der
Decke hängend - nicht immer einen schmuckvollen Anblick bieten.
Zudem arbeiten sie nicht sonderlich genau: So können veränder-
liche Lichtverhältnisse beispielsweise zu Störungen führen. Kurzum,
wir wollen die Sensoren unauffälliger und fehlerresistenter machen.
Ein Ansatz dazu liegt darin, Möbeln »Intelligenz« zu verleihen.
Künftig sollen Couch und Bürostuhl wissen, ob jemand auf ihnen
sitzt. Falls ja, wird das Licht in benachbarten Räumen ausgeschal-
tet und die dortige Heizung gedrosselt. Das Bett wiederum könnte
über ein Sensorsystem die Atemaktivität des Schläfers überprüfen,
was Rückschlüsse auf die Erholsamkeit des Schlafes zulässt. Dazu
nutzen wir einen Sensor, der ein schwaches elektrisches Feld
abstrahlt. Dieses wird durch die Bewegungen des Brustkorbs
verändert – im Wesentlichen handelt es sich um die gleiche Tech-
nologie wie bei CapFloor. Solche intelligenten Möbel könnten fast
die gleichen Informationen liefern wie Bewegungsmelder, fügen
sich allerdings weitaus besser in die Optik der Wohnung ein.
a u g m e n t e d r e a l i t y
Nicht jeder kann im Rampenlicht stehen, das gilt auch für
Kunstschätze. Museumsbesucher bestaunen und würdigen nur
einige Werke, die von Leuchtstrahlern in Szene gesetzt werden.
Viele andere Werke »warten« im Museumskeller darauf, erneut
entdeckt zu werden. Mitunter sind die verborgenen Sammlungen
riesig. Deshalb war es bisher ein Ding der Unmöglichkeit, sie
komplett zu digitalisieren.
Auf der Digital Heritage 2015 vom 28. September bis 2. Oktober
in Granada, Spanien, sorgte eine Entwicklung des Fraunhofer
IGD daher für viel Furore: Auf der Konferenz konnten die
Besucher einer Scanstraße bei der Arbeit zusehen − besser
gesagt: einer vollautomatisierten Scanstraße. Die Forscher lasen
den QR-Code des Objekts ein, in dem die Inventarnummer
codiert ist, legten den Gegenstand auf ein Tablett – alles Weitere
lief von selbst. Heraus kam eine dreidimensionale digitale Kopie
des Gegenstandes, und zwar mit einer irren Geschwindigkeit:
Alle zehn Minuten lässt sich ein neues Objekt digitalisieren. Zum
ersten Mal ist es daher möglich, ganze Sammlungen in die Welt
des Digitalen zu übertragen.
scanstraße – vollautomatisch und schnell
Doch werfen wir einen Blick darauf, wie die Scanstraße mit dem
Namen CultLab3D funktioniert. Auf das Tablett gestellt, fährt
das Kunstobjekt zunächst in einen Scanbogen. Daran sind neun
Kameras angebracht. Ein zweiter Bogen, der sich parallel zum
ersten Scanbogen bewegt, sorgt mit neun Lichtquellen für die
nötige Beleuchtung. Ist das Objekt unter den Bögen platziert,
fahren diese neun verschiedene Positionen an, in denen sie
insgesamt 153 verschiedene Bilder schießen. Dauer? Etwa eine
Minute. Aus den 60 besten Aufnahmen erstellt die dahinterlie-
gende Software eine erste dreidimensionale Rekonstruktion, also
ein Preview-Modell. Währenddessen nimmt der Scanbogen wei-
tere Bilder auf – an Stellen, die er vorher noch nicht abgedeckt
hatte. Dazu kommen Bilder von unten, die neun feststehende
Kameras durch das transparente Tablet hindurch fotografiert. Der
Stand nach fünf Minuten: ein erstes 3D-Modell und über hundert
zusätzliche Bilder.
Im 3D-Modell erkennt das System, wo es Hinterschneidungen
gibt. Hat das digitale Kunstobjekt noch »Löcher«? Die zweite
Scanstelle – ein Roboterarm mit einer Kamera und einer diffusen
Lichtquelle – fährt gezielt die Positionen an, an denen noch
eine Lücke klafft. Die insgesamt 350 bis 400 Bilder schickt die
Scanstraße zu einem Computer, der daraus den finalen digitalen
»Zwilling« des Objekts erstellt. Dies dauert nochmal etwa zwei
Stunden. Da der PC die Berechnung jedoch offline vornimmt, ist
die nötige Rechenpower leicht zur Verfügung zu stellen.
C u lt l a b 3 d18
kunStgEgEnStändE am laufEndEn band digitaliSiErEn
ANSPRECHPARTNER PEDRO SANTOS
Verborgen in Kel lern und Lagerräumen beherbergen Museen oft r iesige Sammlungen von Kunstgegenständen. Eine
digitale Scanstraße erlaubt es nun, diese Unmengen von Schätzen zu digital is ieren, und zwar vol lautomatisch: Al le
zehn Minuten kann ein neues Objekt gescannt werden.
1919
I N T E R V I E W
diE »VollautomatiSchE ScanStraSSE«
Pedro Santos , der d ie Abte i lung »D ig i ta l i s i e rung von
Ku l tu re rbe« am F raunhofer IGD le i te t , beantwor te t
e in ige F ragen rund um d ie Scans t raße .
herr santos, sie haben die scanstraße CultLab3d erstmals im Jahr 2013 auf der digital heritage ausgestellt. Was ist 2015 neu?
In Marseille haben wir 2013 den ersten Prototyp der Scanstraße
gezeigt. Er hat die Idee vermittelt, allerdings standen wir damals
noch ziemlich am Anfang. 2015 haben wir mit einer Scanstraße
aufgewartet, die vollautomatisch läuft und die sich mit ihrem ho-
hen Durchsatz zum ersten Mal dafür eignet, ganze Sammlungen
zu digitalisieren.
Worin liegen weitere besonderheiten der scanstraße?
Momentan erfasst die Scanstraße Geometrie und Textur eines
Objekts, sie ist farbkalibriert und ermittelt die reale Größe der
Objekte. Dazu haben wir die Kameras kalibriert. Wir kennen also
das Verhältnis von Pixeln zu Metern und können die Aufnahmen
entsprechend umrechnen. Über eine Farbskala kalibrieren wir
die Kameras auf Farbechtheit. Wir haben jeder Kamera eine
Farbpalette »gezeigt« und sie auf diese Weise normiert. Da wir
das Scankonzept wie eine Art Steckbausystem konzipiert haben,
lassen sich jederzeit weitere Scanner hinzufügen. Momentan
können Kunstschätze von einer Größe bis zu 60 Zentimetern Höhe
von oben und unten gescannt werden. Man könnte allerdings
auch Scanner addieren, die etwa volumetrische Daten erfassen wie
zum Beispiel ein Ultraschallscanner.
Wann können museen und andere interessenten die scanstraße nutzen?
Für das Frühjahr 2016 planen wir, die vollautomatische Scanstraße
zunächst in weiteren Museen zu testen. Anschließend soll sie kom-
merzialisiert werden. Zudem entwickeln wir die Scanstraße weiter:
Neben der Form und dem Aussehen des Objekts soll sie künftig
ebenso vollautomatisch auch die optischen Materialeigenschaften
erfassen, also die Refl exionseigenschaften.
21m e d i Z i n
Ein Bild sagt mehr als tausend Worte, heißt es. Doch manchmal
lassen sich auch Bildern ihre Geheimnisse nur durch lange und
zähe Analysen entlocken, so etwa im Klinikalltag: Während
Brüche auf Röntgenaufnahmen für das geschulte Auge auf
den ersten Blick zu erkennen sind, müssen Krankenhausärzte
vielfach mehrere Stunden opfern, um Bilder der Computer-
tomographie oder Magnetresonanztomographie auszuwerten.
Besonders fordert dabei die Analyse im Kopf-Hals-Bereich
heraus, denn hier liegen zahlreiche verschiedene Strukturen auf
relativ engem Raum beisammen.
tumorbestrahlung im Kopf-hals-bereich
Bevor die Klinikärzte beispielsweise einen Tumor im Kopfbe-
reich bestrahlen, beugen sie sich etwa vier Stunden lang über
die entsprechenden Computertomographie-Aufnahmen und
markieren die Region einzelner Strukturen in den Bilddaten,
etwa Rückenmark, Blutgefäße und Kehlkopf. Exakt vorzuge-
hen, ist hierbei überlebenswichtig für den Patienten: Bei einer
Strahlentherapie »beschießen« die Ärzte den Tumor schließlich
mit hochenergetischen Strahlen und zerstören ihn auf diese
Weise. Empfindliche Organe, die in nächster Nähe liegen,
dürfen durch die Strahlen nicht allzu sehr geschädigt werden.
Visual Computing erleichtert es den Ärzten deutlich, Strukturen
zu identifizieren. »Mit KOHALA, unserem ›KOpf-HALs-Atlas‹ für
die Strahlentherapie, dauert die Auswertung statt vier Stunden
nur noch vier Minuten«, bestätigt Dr. Stefan Wesarg, Leiter
der Abteilung »Visual Healthcare Technologies« am Fraunhofer
IGD. Das Herzstück von KOHALA ist das Modell CoSMo. Das
»Coupled Shape Model« erkennt die verschiedenen Struktu-
ren, beschriftet sie entsprechend und segmentiert sie – es malt
quasi ihre Ränder nach.
In dem Sana-Klinikum Offenbach und in den Unikliniken
Gießen und Marburg wurde die Software bereits evaluiert:
Die Ärzte haben sie an je 20 Patientendatensätzen getestet.
Momentan erhöhen die Forscher die Genauigkeit der Segmen-
tierung. Ist dies geschafft, plant der Industriepartner Medcom
GmbH, eine Fraunhofer-Ausgründung, KOHALA auf den Markt
zu bringen.
minimalinvasive Eingriffe im Kopfbereich
Viele Operationen sind mittlerweile minimalinvasiv und damit
sehr schonend für den Patienten. Bei einem solchen Eingriff ist
nämlich kein großer Schnitt nötig: Müssen beispielsweise die
Polypen entfernt werden, führen die Ärzte das Endoskop durch
die Nase ein. Da das Werkzeug auf seinem Weg zum Ziel dem
Gehirn jedoch recht nahe kommt, müssen die Ärzte solche
Eingriffe mehrmals üben. Trainingssysteme dafür bietet die
Phacon GmbH in Leipzig:, ein künstlicher Kopf, bei dem an der
L a n g e Z e i t w a r d e r B l i c k i n d a s I n n e re d e s l e b e n d e n K ö r p e r s s c h w i e r i g , w e n n n i c h t g a r u n m ö g l i c h .
M i t t l e r w e i l e l a s s e n u n s R ö n t g e n s t r a h l e n u n d C o . i n d e n L e i b h i n e i n s c h a u e n . D o c h d i e B i l d e r g e b e n
i h re G e h e i m n i s s e o f t n u r d u rc h e i n e l a n g w i e r i g e A n a l y s e p re i s . V i s u a l C o m p u t i n g – g e n a u e r g e s a g t
d i e b i l d b a s i e r t e A u f b e re i t u n g e x i s t e n z i e l l e r G e s u n d h e i t s d a t e n – k a n n d i e K l i n i k ä r z t e e n t l a s t e n .
ANSPRECHPARTNER STEFAN WESARG
ViSual computing in dEr klinik
22 m e d i Z i n
einfacher. Dann reicht es, wenn die Ärzte die Lymphknoten in
der aktuellen Aufnahme per Klick markieren«, erklärt Wesarg.
Alles Weitere läuft automatisch. Ohne Zutun des Mediziners
werden die Lymphknoten segmentiert, ihr Volumen wird
berechnet und mit dem entsprechenden Knoten auf älteren
Aufnahmen verglichen. Zu Testzwecken haben die Forscher ihre
Software bereits an Kliniken ausgeliefert. Im Jahr 2016 sollen
alle OraMod-Einzelentwicklungen in das Gesamtvorhersage-
modell integriert und mit den ersten Daten gefüttert werden –
so auch die Software des Fraunhofer IGD.
Prostatakrebs gezielter behandeln
Welche Behandlung ist für den Patienten die beste? Die Antwort
auf diese Frage ist oft ebenso individuell wie der Krankheitsverlauf.
Mediziner speichern Patientendaten daher – selbstverständlich da-
tenschutzkonform –, weil sie ähnlich gelagerte Fälle finden wollen,
um Patienten möglichst gezielt behandeln zu können. So auch in
einer dem Uniklinikum Hamburg-Eppendorf angegliederten Pri-
vatklinik: Hier haben die Ärzte bereits 20.000 Datensätze von Per-
sonen erhoben, die an Prostatakrebs leiden – ein Datenwust, den
man mit herkömmlichen Tools kaum noch handhaben kann. Das
Team rund um Professor Jörn Kohlhammer, der am Fraunhofer IGD
die Abteilung »Informationsvisualisierung und Visual Analytics« lei-
tet, bietet nun eine Lösung. »Wir haben eine Software entwickelt,
die Gemeinsamkeiten zwischen den Datensätzen erkennt und
diese mithilfe des Arztes in verschiedene Gruppen einteilt«, sagt
Kohlhammer. Seit 2013 ist die Software an der Uniklinik bereits
im Einsatz – vorerst allerdings nur in der Forschung. Die Mediziner
versuchen damit unter anderem herauszufinden, welche Gemein-
samkeiten Patienten aufweisen, bei denen die Behandlung wenig
Erfolg zeigte. Auch die Frage, welche Gene für die verschiedenen
Formen von Prostatakrebs verantwortlich sind, hoffen die Ärzte
auf diese Weise beantworten zu können.
Stelle der Nase ein Loch klafft. Dort hinein können die Ärzte
verschiedene Aufsätze stecken – und dann beispielsweise die
Polypen herausoperieren.
Als Grundlage für die Modelle nutzen die Mitarbeiter der
Phacon GmbH verschiedene computertomographische Pati-
entenaufnahmen. Bislang werten sie diese mühselig per Hand
aus. Die Forscher am Fraunhofer IGD weiten ihr Modell CoSMo
daher nun auf die Nase und die Nebenhöhlen aus. Bis zum
Sommer 2016 soll die erste Version der Software stehen. Auf
lange Sicht ist es sogar denkbar, dass die Ärzte sehr schwierige
OPs zunächst an patientenspezifischen Modellen durchspielen
können.
mundhöhlenkrebs zuverlässig und schnell erkennen
Auch beim Mundhöhlenkrebs, dem sechshäufigsten Krebs
weltweit, kann Visual Computing gute Dienste leisten. Das
Tückische an dieser Krebsart: Sie lässt sich bei den meisten Men-
schen zunächst problemlos behandeln, taucht aber bei jedem
zweiten Betroffenen später erneut auf. Gibt es Indikatoren, die
dies frühzeitig und zuverlässig anzeigen können? Diese Frage
wollen Wissenschaftler im EU-Projekt OraMod beantworten:
Sie erstellen ein Modell, das anhand von einem ganzen Bündel
individueller Patientendaten ermittelt, wie wahrscheinlich ein
Rückfall ist. Einer der möglichen Indikatoren sind vergrößerte
Lymphknoten. Diesem Puzzlestein des Projekts OraMod widmen
sich die Forscher am Fraunhofer IGD.
Um die Lymphknoten zu untersuchen, schiebt der Arzt seinen
Patienten regelmäßig in die Röhre des Magnetresonanzto-
mographen. Dann folgt Fleißarbeit: Auf den aktuellen Bildern
suchen die Mediziner die Knoten und markieren sie. Stück für
Stück arbeiten sich die Mediziner anschließend durch die älteren
Aufnahmen. Wo sind die entsprechenden Knoten zu finden?
Sind sie größer geworden? »Mit unserer Software geht das weit
K U R Z & K N A P P
VitaldatEn mESSEn – und lEiStungSfähig blEibEn
Wie hoch ist der Puls? Unter welchen Bedingungen ändert sich die
Herzfrequenz? Wie intensiv ist die Atmung? Aktivitäts- und Vital-
daten liefern vielfältige Informationen über einen Menschen und
können wichtige Rückschlüsse auf die körperliche und geistige
Entwicklung geben. Zunächst gilt es die Daten aufzuzeichnen und
sie dann auszuwerten − damit befasst sich das Kooperations-
netzwerk TakeCare. Anwender, Dienstleister, Produzenten und
Forschungseinrichtungen wie das Fraunhofer IGD entwickeln hier
gemeinsam innovative Assistenzsysteme und Dienstleistungen für
den Menschen. Das Netzwerk stellt Technologien bereit, ermög-
licht ihren Betrieb, bereitet den Markteintritt vor und unterstützt
eine nachhaltige Wertschöpfung.
Im Mittelpunkt von TakeCare steht der Mensch, denn die
Assistenz mittels Aktivitäts- und Vitaldaten kann die körperliche
Leistungsfähigkeit langfristig und bis ins hohe Alter unterstützen.
So erkennen entsprechende Apps auf einer Smartwatch etwa
einen Sturz des Nutzers und informieren Pfl egekräfte oder setzen
einen Notruf ab, wenn sich die Vitaldaten gravierend ändern.
Zudem können Vitaldaten auf eine nächtliche Unterzuckerung von
Diabetikern oder eine beginnende Demenz hinweisen. Hilfreich
sind sie auch dann, wenn es darum geht, die Wirksamkeit von
Medikamenten, Behandlungskonzepten oder Präventionsmaßnah-
men zu analysieren.
grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS grEnzEnloS gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam gEmEinSam forSchEnforSchEnforSchEnforSchEnforSchEnforSchEn
25r ü C k b l i C k & a u s b l i C k
Nach de r Wende war d i e Zukunf t fü r v i e l e M i ta rbe i t e r de r Fo r s chungsg ruppe D ig i t a lg raph ik am Fachbe re i ch
I n fo rmat i k de r Ros tocke r Un i ve r s i t ä t ungewi s s . D i e M i ta rbe i t e r h ingen quas i i n de r Lu f t . Au fge fangen
wurden s i e von P ro fe s so r Jo sé Lu i s Enca r nação , dem dama l igen I n s t i tu t s l e i t e r de s F r aunhofe r IGD . Im
25 . J ah r de s w iede r ve re in ig ten Deut s ch l ands fo r s chen Da rms täd te r und Ros tocke r W i s senscha f t l e r Hand
in Hand – ohne Grenze .
Deutschland im Freudentaumel − die Mauer, die das Land so lange
gespalten hatte, war offen. Unfassbar, ebenso unfassbar wie die
vorangegangene Trennung. Was folgte, war nicht immer nur ein-
fach: die Annäherung von Menschen aus ein und demselben Land,
deren Erfahrungen unterschiedlicher nicht hätten sein können.
25 Jahre später, genauer gesagt am 17. Juni 2015, resümierte
das Fraunhofer IGD und fragte bei der Veranstaltung »Grenzenlos
gemeinsam forschen«, wie es um die gemeinsame Forschungsge-
schichte der Standorte Darmstadt und Rostock steht. Der Festakt
erfolgte im Rahmen der Veranstaltungsreihe des Landes Hessen
»Grenzen überwinden«.
Der emeritierte Professor José Luis Encarnação, der das
Fraunhofer IGD zu Zeiten der Wende leitete, sein Nachfolger
Professor Dieter W. Fellner sowie Professor Bodo Urban, Standort-
leiter des Fraunhofer IGD in Rostock, erinnern sich an die Zeit vor,
während und nach der Wende – und blicken nach vorne.
Professor urban, sie haben vor der Wende in der Forschungs-
gruppe digitalgraphik an der universität rostock gearbei-
tet, woraus der heutige rostocker teil des Fraunhofer igd
hervorging. Wie haben sie die Zeit in der ddr aus sicht des
Forschers empfunden?
Professor Urban: Vor der Wende waren wir die stärkste Compu-
tergraphikgruppe in der DDR. Als solche haben wir natürlich auch
die Arbeiten von Professor Encarnação verfolgt, der auf der anderen
Seite der Mauer die ersten Graphikstandards entwickelt hat. Insge-
samt wurden die Natur- und Ingenieurwissenschaften in der DDR
nicht ganz so politisiert wie die Geisteswissenschaften, schließlich
waren unsere technischen Entwicklungen nicht so eng an politische
Interpretationen gebunden. Die Einschränkungen, die wir zu spüren
bekommen haben, lagen daher weniger im Inhaltlichen als vielmehr
im Kulturellen und Sozialen – etwa hinsichtlich dessen, was wir und
wo wir veröffentlichen durften, beim Kontakt zu anderen Wissen-
schaftlern, beim Reisen und natürlich bei der Ausstattung.
Wie ging es nach der Wende weiter?
Professor Urban: Die Wende hieß für uns zunächst vor allem,
dass unsere Kooperationspartner von der Bildfl äche verschwanden.
Die Frage war nun: Was sollte aus unserer Gruppe werden? Wir
hatten schon in der Wendezeit Kontakt zu Professor Encarnação
aufgenommen – er hat sich sehr für uns engagiert.
Professor Encarnação: Ich habe zunächst eine Außenstelle
des Darmstädter Zentrums für Graphische Datenverarbeitung in
Rostock gegründet und Mitarbeiter auf diese Weise aufgefangen.
Im Januar 1992 hatten wir dann die Chance, einen
Fraunhofer-Verbund aufzubauen.
Professor Urban: In der Aufbauphase haben wir sehr viel
Unterstützung aus Darmstadt erhalten. Die Kollegen dort haben uns
beispielsweise in EU-Projekte aufgenommen − für uns natürlich voll-
kommenes Neuland. Auch was die IT anging, hatten wir im Osten
Defi zite, weil aktuelle Technologien für uns häufi g nicht zugänglich
waren. Diese Lücke konnten wir jedoch schnell schließen. Eines
dieser EU-Projekte war eine der ersten Anwendungen des World
Wide Web − die Verbreitung von Informationen zur europäischen
Forschungsförderung. Das war eine sehr spannende Zeit!
ANSPRECHPARTNER BODO URBAN
26 r ü C k b l i C k & a u s b l i C k
Professor Encarnação, wie sah es mit denjenigen
Personen aus, die sich in der stasi oder in der sEd
engagiert hatten?
Professor Encarnação: Die Rostocker Forschergruppe war
natürlich nicht frei von Leuten, die Mitglied in der Partei
gewesen waren oder der Staatssicherheit angehört hatten. Man
muss allerdings unterscheiden: Einige von ihnen waren nur in
diesen Organisationen, um sich und der Digitalgraphikgruppe
die nötigen Forschungsmöglichkeiten zu eröffnen – um also zu
Tagungen und Konferenzen reisen zu können. Gefährlich waren
die, welche wirklich linientreu anderen Schaden zugefügt ha-
ben. Sie waren in der Gruppe nicht tragbar. Diese Problematik
haben die Mitarbeitenden untereinander im Wesentlichen selbst
gelöst, und zwar auf eine sehr selbstbewusste, zielorientierte,
aber auch sehr faire und kollegiale Weise. Sie haben bewusst
zukunftsorientiert über diese Fragen gedacht und gehandelt.
Dabei haben sie intensiv nach vorn geschaut und getragen von
gemeinsamen Hoffnungen und Zielen diese Diskussion geführt
und dafür auch gute Lösungen gefunden. Sie haben konstruktiv
miteinander weitergearbeitet und sich dabei nicht mit einer
destruktiven Vergangenheitsbewältigung aufgehalten. Auch
darin sehe ich einen Grund für den großen Erfolg der Gruppe.
Worin sahen sie weitere stärken der rostocker?
Professor Encarnação: Die Naturwissenschaftler und Ingenieure
in der DDR hatten eine sehr gute mathematische Ausbildung.
Zudem waren sie es gewohnt, mit knappen Ressourcen zu
arbeiten – sie sind daher sehr systematisch und wissenschaftlich
an die Dinge herangegangen. Während wir im Westen eher
die pragmatische amerikanische Herangehensweise hatten und
Dinge auch einfach mal ausprobiert haben, kümmerten sich
die Rostocker Mitarbeiter schon vorher um mögliche Fehler.
Misslungene Experimente konnten sie sich bei den knappen
Ressourcen nicht leisten.
Professor urban, wie haben sie die junge Zusammenarbeit
zwischen rostock und darmstadt empfunden?
Professor Urban: Wir haben von Anfang an gleichberechtigt
zusammengearbeitet. Die Grenze in den Köpfen einzureißen, war
im Umfeld der Wissenschaft deutlich einfacher als in anderen
Bereichen. Herablassende Sprüche gab es nie – nur ein starkes
Wissensbedürfnis, wie die Dinge in der DDR gelaufen sind. Heute
gibt es keine Grenzen mehr zwischen Darmstadt und Rostock:
Wenn es je welche gab, haben wir sie überwunden.
Professor Fellner, sie haben die Leitung des Fraunhofer igd im
Jahr 2006 übernommen. Wo soll die reise künftig hingehen?
Professor Fellner: In gewisser Hinsicht führe ich das
Erbe von Professor Encarnação fort. Ich sorge für die
Rahmenbedingungen, dass die beiden deutschen Standorte
auch weiterhin gut zusammenarbeiten können. Mein Ziel ist es,
Rostock und Darmstadt konzeptionell näher zusammenrücken zu
lassen und eine noch offenere Kommunikation zu etablieren. Das
zeigt sich unter anderem im Fraunhofer-Strategieprozess: Wir
erarbeiten keine Rostocker und Darmstädter Strategie, sondern
eine gemeinsame Visual-Computing-Strategie, die für das
gesamte Fraunhofer IGD mit allen vier Standorten gilt.
die Zusammenarbeit zeigt sich auch in diversen Projekten.
gibt es so etwas wie ein gemeinsames Leuchtturmprojekt?
Professor Fellner: Da könnte ich mehrere nennen. Sicherlich gehört
unser Industrie 4.0-Labor dazu, das wir derzeit in Rostock sowie in
Darmstadt aufbauen. Es dient als eine Art Demo-Raum, in dem wir
Industriekunden unsere Entwicklungen im Bereich Industrie 4.0 vor-
führen können. Die dort gezeigten Industrie 4.0-Konzepte stehen für
unsere gesamte Forscherfamilie. Rostock und Darmstadt symbolisieren
nicht nur, wie man Grenzen in den Köpfen überwindet, sondern auch,
wie man geografi sch entfernt liegende Standorte verbindet.
Die Teilnehmer der Podiumsdiskussion »Grenzenlos gemeinsam forschen« am 17. Juni 2015 im Fraunhofer IGD in Darmstadt: v. l. n. r. Dr. Norbert Niebert (Ericsson), Dr. Robert Heinrich (House of IT), Prof. em. Dr. Jose L. Encarnação (TU Darmstadt), Prof. Dr. Bodo Urban (Fraunhofer IGD), Dr. Michael Horn (»Darmstädter Echo«)
27
Mitunter ist es zum Haare raufen. Wo – verfl ixt noch mal – fi ndet
sich gleich wieder diese und jene Einstellung beim Smartphone?
Mal ehrlich, die meisten Smartphones bieten weitaus mehr Funkti-
onen, als wir tagtäglich nutzen. Die Suche nach einer bestimmten
Einstellung kann daher Zeit und Nerven kosten. Ähnlich mag es
den Nutzern komplexer Geoinformationssysteme, kurz GIS, gehen,
wenn sie sich durch ihre Software hangeln. Auch diese Systeme
sind nämlich wahre Tausendsassa. Sie können quasi alles, was das
Herz begehrt. Allerdings wird das Programm somit auch äußerst
komplex und schnell etwas unübersichtlich – und noch dazu muss
man dafür recht tief in die Tasche greifen.
software individuell zusammenstellen
Nach der Devise »Weniger ist mehr« haben die Forscher am
Fraunhofer IGD nun das Baukastensystem GEOToolbox entwickelt.
Der große Vorteil: Damit können sich die Nutzer ihr Softwarepaket
individuell zusammenstellen. Sie erwerben also nur diejenigen
Komponenten, die sie auch brauchen – die Software wird somit
übersichtlicher und kostengünstiger.
Die Basis für die GEOToolbox ist der CityServer3D, der 3D-Stadt-
modelle auf lebendige Weise nutzbar macht und der ebenfalls
aus den Hallen des Fraunhofer IGD stammt. Die Forscher haben
den CityServer3D inzwischen modularisiert: Sie haben sämtliche
nutzbare Dienste herausgenommen und diese quasi auf eigene
Füße gestellt, sprich sie bieten die Dienste nun gesondert an.
Auf diese Weise können die Wissenschaftler Kundenwünsche
sehr viel fl exibler erfüllen. Alternativ können sich die Kunden ihre
Software auch selbst zusammenstellen, und zwar passgerecht.
Stadtplaner brauchen künftig kein fest vorgefertigtes Softwarepaket mehr zu kaufen, sondern können sich die Tools
nach ihren Wünschen und Anforderungen selbst zusammenstellen – mithilfe des Baukastensystems GEOToolbox.
Langfristig planen die Forscher, die einzelnen Dienste zusätzlich als
Software-as-a-Service (SaaS) anzubieten: Kunden, die die Software
nur gelegentlich brauchen, müssten sich diese nicht kaufen,
sondern könnten sie in Form einer Dienstleistung des Fraunhofer
IGD nutzen.
Beispiele für solche Mikrodienste gibt es viele. So lassen sich bei-
spielsweise Dateiformate mit der GEOToolbox umwandeln, etwa
ein Standard-3D-Format in ein visualisierungsfähiges Format. Ein
anderes Exempel ist das Gebäude-Tiling: Um Daten eines digitalen
Gebäudemodells nicht gänzlich laden zu müssen, unterteilt man
es in Kacheln, die man fl exibel laden kann. Mit der GEOToolbox
lassen sich solche Kacheln erzeugen und anpassen.
rechnen in der Cloud
Zudem sind alle Einzelkomponenten der GEOToolbox cloudfähig.
Die Rechenpower liefert also nicht das jeweilige Endgerät, sondern
die Cloud. Das bietet mehrere Vorteile. Zum einen kann der
Anwender Endgeräte nutzen, die ansonsten zu wenig Rechen-
power für die Anwendungen hätten, also etwa ein Smartphone.
Zum anderen kann der Anwender die Rechenkapazität an den
Rechenaufwand anpassen und auch große Datenmengen schnell
und effi zient verarbeiten und visualisieren. Der Computer würde
bei aufwendigen Berechnungen schnell an seine Grenzen gelan-
gen – Geduld wäre gefragt. Nicht so in der Cloud: Hier lässt sich
die Rechenleistung bei Bedarf vergrößern. Zudem kann der Nutzer
bei der GEOToolbox mehrere Prozesse parallel laufen lassen, egal
ob es sich dabei um gleiche oder unterschiedliche Anwendungen
handelt.
g e o to o l b o x
SoftwarE flEXibEl zuSammEnSEtzEn
ANSPRECHPARTNERIN EVA KLIEN
Bernt Schiele 2004-2010
Dieter W. Fellner 2007-heute
Michael Goesele
2007-heute
Stefan Roth
2007-heute
Jose L. Encarnacao
1975-2009
1990 20101980 2000
Marc Alexa 2002-2005
Reinhard Klein 1999-2000
Arjan Kuijper 2015-heute
Wolfgang Strasser 1978-1986
Konrad Schindler
2009-2010
29V i s u a l C o m p u t i n g @ d a r m s t a d t
ViSual computing@darmStadt
Aus den Lüften betrachtet muss es wirken wie unzählige Amei-
senstraßen: Mehr als 40.000 Studierende strömen tagtäglich in
Darmstadts Hörsäle, Bibliotheken oder in die Mensa. Nicht umsonst
also gilt die 150.000 Einwohner zählende »kleine« Großstadt als
Wissenschaftsstadt: Neben der Universität sind hier nämlich über 30
weitere Institute und Forschungseinrichtungen beheimatet.
Visual Computing – ein besonderes Juwel
Besonders stark ist die hessische Stadt im Visual Computing, denn
hier sitzt das Fraunhofer IGD – das VC-Know-how der dortigen
Forscher illustriert der vorliegende Jahresbericht. Ein Teil der
Expertise des Fraunhofer IGD liegt in der engen wissenschaftlichen
Anbindung an die TU Darmstadt begründet. Das Fachgebiet GRIS,
kurz für Graphisch-Interaktive Systeme, gründete Professor José
Luis Encarnação vor 40 Jahren. Heute arbeiten mehrere Fachgebiete
im Bereich Visual Computing eng zusammen: Für das Fachgebiet
»Graphisch-Interaktive Systeme« hat Professor Dieter W. Fellner die
Leitung übernommen, für »Graphics, Capture and Massively Parallel
Computing« ist Professor Michael Goesele zuständig und den
Fachbereich »Visual Inference« hält Professor Stefan Roth inne.
neue Kooperations- und honorarprofessuren stärken die Verbindung von tu und Fraunhofer igd
Seit Mitte 2015 gibt es ein weiteres Fachgebiet. Im Rahmen einer
Kooperationsprofessur widmet sich Professor Arjan Kuijper dem
Thema »Mathematisches und Angewandtes Visual Computing«, das
heißt, Kuijper forscht wie gehabt hauptsächlich am Fraunhofer IGD.
20 Prozent seiner Zeit ist allerdings für die TU reserviert, wo er eine
eigene Forschungsgruppe aufbaut. Und was verbirgt sich hinter dem
kompliziert klingenden Namen des Lehrstuhls? Zusammengefasst
könnte man sagen, Kuijper schließt die Lücke zwischen Mathematik
und Informatik. Während Mathematiker sich nämlich oft schwertun,
was die Anwendungen angeht, so kommen Informatiker umgekehrt
bei den mathematischen Konzepten leicht ins Straucheln. Kurzum:
Es braucht an der TU Darmstadt eine Person, die beide Sprachen
sprechen kann und aus der Mittelposition heraus dolmetscht. Und
diese Person ist Arjan Kuijper.
Als Anerkennung seiner wissenschaftlichen Leistungen erhielt
Professor Jörn Kohlhammer 2015 eine Honorarprofessur – er kann
mit den Studenten somit verstärkt kooperieren und die Grund-
lagen- und Anwendungsforschung im Visual Computing noch
enger verknüpfen. Im Fokus von Kohlhammers Forschungen steht
die User Centered Visual Analytics, sprich Kohlhammer möchte
lernen, wie die Nutzer denken, und möchte die Nutzer bei allen
VC-Entwicklungen stärker miteinbeziehen.
Wie wichtig das Thema Visual Computing in Darmstadt ist, zeigt
auch die neue Dachmarke »VC@Darmstadt«: Sie wurde zum
40-jährigen Jubiläum des Fachbereichs GRIS am 3. Dezember
eingeführt und verleiht den VC-Lehrstühlen einen gemeinsamen
Überbau für ihre Außenwirkung.
ANSPRECHPARTNER JÖRN KOHLHAMMER, ARJAN KUIJPER
Jede r S tandor t ha t s e ine Juwe len – so auch d i e W i s senscha f t s s t ad t Da rms tad t . E in Juwe l i s t da s V i sua l
Comput ing , denn s ch l i eß l i ch i s t i n Da rms tad t da s F r aunhofe r IGD behe imate t , ebenso w ie das Fachgeb ie t
»Graphische Interakt ive Systeme« der Technischen Univers i tät , kurz GRIS , das in d iesem Jahr 40 geworden i s t .
Die neuen Professoren 2015: Prof. Dr. Jörn Kohlhammer und Prof. Dr. Arjan Kuijper
31
ihre Anwendungen auf die verwendeten Endgeräte zuschneiden.
Mittlerweile brauchen sie sich darüber keinerlei Gedanken mehr
zu machen – sie liefern einfach ihre beliebig große Datei bei
der Technik ab, der Rest läuft automatisch. Interessant ist das
unter anderem für die Automobilindustrie: Mittlerweile reicht
der Browser, um ein komplettes Auto zu visualisieren. Früher
benötigte man Spezialgeräte.
Aktuell arbeitet Johannes Behr an der Sicherheit: Bei heiklen
3D-Daten wie einem neuen Automodell kann es riskant sein, sie
auf Endgeräte zu laden. Wenn die Daten jedoch in der Cloud
liegen, bringt das andere Nachteile mit sich. Der Forscher setzt
daher auf eine hybride Technik: »Wir wandern zwischen Cloud
und Endgerät hin und her – je nachdem, was sich für die jeweilige
Anwendung gerade besser eignet.«
behr verleiht 3d-internet ein gesicht
In der Fachwelt ist der begeisterte Kletterer weithin sichtbar
und sehr bekannt. Man könnte sagen: Johannes Behr ist das
Gesicht des 3D-Internets. So sitzt der Abteilungsleiter im Board of
Directors des Web-3D-Konsortiums, das Mitarbeiter internationaler
Forschungseinrichtungen und deren Kollegen aus Industrieunter-
nehmen an einen Tisch bringt. Hand in Hand entwickeln sie die
Basistechnologien, um dreidimensionale Daten schnell im Internet
laden zu können. Den Chair hat Behr auch bei einer anderen
Gruppe inne: bei der W3C-CG »Declarative 3D«, in der sich alles
um Standardisierungen von Web-Technologie dreht. Kurzum: Aus
dem einst belächelten Visionär ist ein Experte geworden, dessen
Meinung die Fachwelt zu schätzen weiß – und der das Internet ein
kleines Puzzlestück weit revolutioniert hat.
»Das klappt doch nie!« Solche Unkenrufe schallten Dr. Johannes
Behr en masse entgegen, als er sich seit 2000 seiner Vision
verschrieb: Er wollte interaktive dreidimensionale Darstellungen
ins Internet bringen. Seine Kunden fanden diese Idee abstrus –
schließlich wurde ihre Geduld schon beim Öffnen einer PDF-Datei
auf die Probe gestellt, wie sollte das bitte erst bei großen
3D-Bildern werden? Doch Behr blieb hartnäckig. Nun, eineinhalb
Jahrzehnte später, gibt der Erfolg ihm Recht. »Es hat sich ausge-
zahlt, so frühzeitig auf das Internet zu setzen«, schmunzelt der
47-jährige Informatiker. »Mittlerweile hat das Thema ›Internet und
3D‹ starke industrielle Relevanz − mein gesamtes Team mit zehn
bis zwölf Leuten arbeit daran.« Der Wind hat sich also komplett
gedreht. Pustete er Behr anfangs kräftig entgegen, verleiht er ihm
nun den nötigen Schwung.
3d-internet – raus aus der spezialistenecke
Behr verfolgte seine Vision erfolgreich. Dies spiegelt unter anderem
der Innovation Award wider, den er 2015 auf der 20. Konferenz
des Web-3D-Konsortiums erhalten hat – als Anerkennung für seine
Leistungen, 3D-Inhalte webfähig zu machen. Zum Beispiel hat Behr
im Jahr 2009 ein Integrationsmodell entwickelt, das HTML-Entwick-
lern ermöglicht, was zuvor nur Spezialisten vermochten: 3D-Inhalte
ins Netz zu stellen. »Wir haben das Dreidimensionale im Internet
aus der Spezialistenecke herausgeholt«, fasst der Vater eines
sechsjährigen Sohnes zusammen.
Bei großen Daten stieß die Technik allerdings an Grenzen. In
einem weiteren Schritt arbeiteten Behr und sein Team daher
daran, auch riesige Datenmengen − »Big Data« genannt − ins
Web einbinden zu können. Bis dato mussten HTML-Entwickler
3 d - i n t e r n e t
Dre id imens iona l e Sp i e l e , CAD-Mode l l e neue r Au tos – ohne D r. Johannes Beh r wä ren 3D- Inha l t e im In te r ne t
n i ch t da s , was s i e heu te s i nd .
ANSPRECHPARTNER JOHANNES BEHR
32 W i s s e n s C h a f t l i C h e r n a C h W u C h s
Das Ziel: Man möchte die Stärken beider Einrichtungen vereinen,
also Grundlagenforschung und angewandte Forschung näher
zusammenführen. Im Alltag sieht das so aus: Während die
Mitarbeiter des Fraunhofer IGD austüfteln, wie sich bestimmte
Herausforderungen in der Industrie lösen lassen, versuchen die mo-
mentan acht VCRIC-Doktoranden, den Grundlagen auf die Schliche
zu kommen. Die Fraunhofer-Forscher greifen die Konzeptlösungen
der Doktoranden auf und überführen sie in Richtung Anwendung.
Vice versa machen sie Themen aus der angewandten Forschung
ausfindig, bei denen Bedarf nach Grundlagenforschung besteht.
Kurzum: eine Win-win-Situation für beide Seiten.
Zwar sind die VCRIC-Doktoranden tagtäglich in den Laboren und
Büros des Fraunhofer IGD anzutreffen, doch auf ihrem Konto
finden sich Gehaltszahlungen der Universität Rostock. Die nötigen
Projektmittel stellen das Bildungsministerium Mecklenburg-Vor-
pommern und die Universität Rostock zur Verfügung.
informatik-rallye in darmstadt
Weitaus jüngere Forschungsbegeisterte trafen sich beim Bundes-
wettbewerb Informatik. Im jährlich stattfindenden Wettbewerb
stellten sie rund ein Jahr lang und in drei Runden ihre Kenntnisse
unter Beweis. Das Fraunhofer IGD hat den diesjährigen Wettbe-
werb in Darmstadt unterstützt. Bei der Informatik-Rallye, die den
Teilnehmern Einblicke in aktuelle Forschungsprojekte bot, haben
die Fraunhofer-Forscher mitgewirkt.
Seit Millionen von Jahren haben sie sich entwickelt: Es geht um
menschliche Wahrnehmungs- und Erkennungsmechanismen. Ein
sekundenschneller Blick reicht und wir wissen, wer oder was vor
uns steht. Doch was genau steckt dahinter? Und wie lassen sich
diese Erkenntnisse umsetzen, wenn man Zusammenhänge und
Verhältnisse visuell darstellen will? Mit solchen und ähnlichen Fragen
beschäftigten sich Doktoranden sowie junge und gestandene
Wissenschaftler aus den USA, aus Großbritannien, Österreich und
Deutschland im August 2015 bei der einwöchigen »International
Summer School on Visual Computing« in Rostock, die das Fraunhofer
IGD gemeinsam mit der Universität Rostock organisiert hat.
Jeder Kurstag stand unter einem bestimmten Motto, so etwa
»Visuelle Wahrnehmung« oder »Mensch-Computer-Interaktion«.
Die Teilnehmenden konnten in Tutorien ihr Wissen vertiefen, bevor
Wissenschaftler in spannenden Forschungsvorträgen von ihrer
Arbeit berichteten. Die Abende waren gänzlich dem gegenseitigen
Austausch und dem Netzwerken gewidmet – so wurden beispiels-
weise die Grillzangen gezückt und ein Nachtwächter führte die
Teilnehmer durch das mondbeschienene Rostock.
Forschungszentrum für doktoranden
Auch über diese Augustwoche hinaus unterstützt das Fraunhofer
IGD junge Wissenschaftler, unter anderem im »Visual Computing
Research and Innovation Center« (VCRIC), einer gemeinsamen
Institution des Fraunhofer IGD und der Universität Rostock.
nachwuchS – hErEinSpaziErt!Die Zeiten s ind vorbei , in denen s ich in den Hörsälen der Natur- und Ingenieurwissenschaften die Studierenden
eng aneinanderdrängten, spr ich der Nachwuchs ist rar. Das Fraunhofer IGD wi l l daher junge Menschen früh für
das V isual Computing begeistern.
ANSPRECHPARTNER BODO URBAN
35m e s s e n & V e r a n s t a l t u n g e n
Lass uns mal über den Tellerrand schauen, lautet eine Alltagsfl os-
kel. Wir alle wollen unseren Kunden passende Lösungen bieten
oder Lösungen für technische Probleme selbst fi nden. Was aber
tun wir dafür? Eine Methode besteht darin, im Büro zu sitzen,
nachzudenken und zu recherchieren. Ein anderer Weg ist der,
rauszugehen, sich mit Kollegen fachlich auszutauschen oder das
Gespräch mit potenziellen Kunden zu suchen – so fi nden wir
heraus, wo genau der Schuh drückt. Und so erweitern wir unseren
eigenen Horizont, aber auch den Horizont unserer Kunden.
Kunden ansprechend ansprechen
Ob auf Messen oder Veranstaltungen, Kunden sollten anspre-
chend mitgenommen und am Gespräch aktiv beteiligt werden.
Einen Demonstrator hat man nicht immer im Gepäck und mit
einer simplen PowerPoint-Präsentation ist es oft nicht getan.
Moderne, auf Tablets nutzbare Software-Tools sind der bessere
Weg, um stärker ins Detail zu gehen oder »spielerisch leicht« zu
Informationen zu kommen.
austausch interdisziplinär und intradisziplinär
Der Tellerrand, über den es manchmal zu schauen gilt, kann das
eigene Forschungsgebiet betreffen, in unserem Fall die Graphische
Datenverarbeitung. Und es geht noch darüber hinaus − gesell-
schaftspolitische Fragen wollen erörtert werden und lassen sich
anhand des eigenen Forschungsgebiets refl ektieren − so wie
bei den jährlichen Treffen der Academia Europaea. Diese führen
immer wieder zu spannenden Diskussionen und bedeuten direktes
»Netzwerken mit Wissensaustausch«.
messen und Veranstaltungen 2015
Hier eine kleine Auswahl der Messen und Veranstaltungen 2015,
an denen das Fraunhofer IGD beteiligt war:
Jugend forscht 2015 – Regionalwettbewerb Hessen-Süd,
Darmstadt, 12.2.2015
Cebit 2015, Hannover, 16.3. – 20.3.2015
hannover messe 2015, Hannover, 13.4. – 17.4.2015
aaL-Kongress 2015, Frankfurt/M. 29.4. – 30.4.2015
science meets business »grenzenlos gemeinsam Forschen«,
Darmstadt, 17.6.2015
Web3d aCm Conference 2015, Heraklion, Griechenland,
18.6.-21.6.2015
iWoar 2015, Rostock, 25.6. – 26.6.2015
siggraPh 2015, Los Angeles, USA, 9.8. – 13.8.2015
summer school 2015, Rostock, 17.8. – 21.8.2015
go-3d 2015, Rostock, 3.9.2015
academia Europaea 2015, Darmstadt, 7.9. – 10.9.2015
intErgEo, Stuttgart, 15.9. – 17.9.2015
go-Visual 2015, Berlin, 8.10.2015
Color and imaging Conference 2015, Darmstadt,
19.10.-23.10.2015
digital heritage 2015, Granada, Spanien, 28.9. – 2.10.2015
medica 2015, 16.11. – 19.11.2015
rsna, Chicago, USA, 29.11. – 4.12.2015
40 Jahre gris, 3.12.2015
www.igd.fraunhofer.de/EventsMessen
horizontE ErwEitErn
m e s s e n u n d V e r a n s ta lt u n g e n
SpiElEriSch lEicht zur information
Be i f ronta l ausger i chte ten P räsenta t ionen mag mancher ge langwe i l t in se inen S tuh l zurücks inken . V ie les des
Gesagten s t römt unbeachte t an der Wahrnehmung der Zuhörer vorbe i . Mi t P räsenta t ionswerkzeugen wie
ins tantP resenta t ion und In fo land h ingegen können s i ch Zuhörer oder Messebesucher se lbs t durch d ie Inha l te
h indurchbewegen und das sp ie le r i s ch l e i ch t und in tu i t i v.
anzupassen, können die Aussteller direkt im Präsentationssystem
editieren: Über eine versteckte Bearbeitungsfunktion lassen sich
per Touch unter anderem neue Inhalte einbinden, die Anordnung
der Inhalte auf dem Bildschirm verändern oder weitere virtuelle
Exponate anlegen. Auch Anmerkungen und Notizen werden in
Kundengesprächen direkt auf dem Tisch gespeichert.
Selbstredend ist die Software nicht auf den Einsatz auf Messen wie
der CeBIT oder der Hannover Messe beschränkt – ebenso wenig wie
ihr Pendant, das Software-Tool Infoland, das Forscher von Fraunhofer
IDM@NTU in Singapur zusammen mit den Kollegen von Fraunhofer
Austria entwickelt haben: Beide Tools bieten sich auch für Foyers
oder Präsentationsräume von Firmen an. Dort können sie etwa die
Organisationsstruktur verdeutlichen oder die verschiedenen Projekte
vorstellen, und zwar auf spielerische Weise. Kurzum: Die Tools eignen
sich überall dort, wo komplexe Datenräume spannend und eingängig
dargestellt werden sollen. So wird Infoland beispielsweise in der
deutschen Botschaft in Singapur eingesetzt. Besucher der Botschaft
können sich an einem Multitouch-Tisch spielerisch und intuitiv durch
die hinterlegten Inhalte bewegen und sich auf diese Weise über
Deutschland informieren. Sollen gegenwärtige Ereignisse dargestellt
werden, kann jeder Berechtigte die Inhalte schnell und einfach
aktualisieren, und zwar selbst dann, wenn ein Kunde die Präsentation
gerade nutzt. Programmierkenntnisse braucht man dazu nicht. Als
Tor zu den Informationen mag sich vielfach ein Multitouch-Tisch
anbieten – nötig ist er allerdings nicht. Beide Software-Tools sind
nämlich webbasiert und laufen auf jedem beliebigen touchfähigen
Endgerät, sei es ein Flachbildschirm, Tablet oder Smartphone.
Was? Wie? Weihnachten – jetzt schon!? Und schon saust man
in der letzten Minute los, um schnell noch ein paar Geschenke
zu kaufen. Viele Messeaussteller dürften sich an diese alljährliche
Hektik erinnert fühlen, wenn der lang bekannte Messetermin
»urplötzlich« über einen hereinbricht. Und so kommt beim
Standaufbau oftmals große Eile auf. Beispielsweise merkt man,
dass die Präsentation für das Exponat gar nicht aktuell ist, sondern
dass sich vielmehr eine alte Version hineingemogelt hat. Mit dem
Software-Tool instantPresentation des Fraunhofer IGD ist man
für solche spontanen Änderungen bestens gewappnet: Innerhalb
weniger Sekunden sind die alten Folien durch den aktuellsten
Stand ersetzt − und das, obwohl die Software einen ganzen
Haufen weiterer Inhalte beherbergt.
Steht wenig später der Messebesucher vor dem zugehörigen
Multitouch-Tisch, so sieht er alle hinterlegten Inhalte darauf
abgebildet, und zwar in Form mehrerer Kacheln. Diese Kacheln
können etwa verschiedene Exponate oder Software-Demos
repräsentieren. Tippt der Nutzer auf eine dieser Kacheln, ändert
sich die Ansicht: Er sieht nun alle Informationen, die zu dem
ausgewählten Exponat gespeichert sind, seien es Videos, Bilder,
PowerPoint-Präsentationen oder interaktive 3D-Modelle. Möchte
sich der Messebesucher beispielsweise einen Film ansehen, wird
dieser zusätzlich auf einem großen Bildschirm hinter dem Multi-
touch-Tisch abgespielt. Das Besondere: Während der Kunde dies
tut, kann der Aussteller bereits weitere Inhalte öffnen, die er dem
Interessenten anschließend zeigen möchte. Und sollte es während
der Messe notwendig sein, die virtuellen Exponate noch einmal
ANSPRECHPARTNER THOMAS RUTH, VOLKER SETTGAST
36 m e s s e n & V e r a n s ta lt u n g e n
37f r a u n h o f e r i g d i n s o Z i a l e n n e t Z e n
K U R Z & K N A P P
hightEch fÜr dEn
untErwaSSErEinSatz
Fraunhofer Maritim war der kleinste aller Fraun-
hofer-Gemeinschaftsstände auf der Hannover
Messe 2015. Größe war auch nicht nötig, denn
das Schlagwort Gemeinschaft war von Bedeu-
tung: Fünf Fraunhofer-Institute stellten mithilfe
von instantPresentation ein gemeinsames Exponat
ihrer Unterwassertechnologien auf die Beine.
Dass Fraunhofer an Unterwassertechnologien
forscht, verwundert sicher niemanden. Fünf
Fraunhofer-Institute nutzten die Themenfl äche
InwaterSolutions auf der Hannover Messe, um ihre
Unterwassertechnologien gemeinsam vorzustellen.
Um mit Kunden ins Gespräch zu kommen,
verzichteten sie allerdings auf große Geräte am
Messestand.
Das Präsentationswerkzeug InstantPresentation
konnte vermitteln, welche Lösungen die
Fraunhofer-Forscher in der Sensorik, in der
Verarbeitung und Auswertung von Bildern oder
im prototypischen Bau kompletter ferngesteuerter
und autonomer Unterwasserfahrzeuge anbieten
können. Sie zeigten gemeinsam, was es an
Fraunhofer-typischer Hochtechnologie gibt. Der
Hund liegt dann wie bei Vielem im Detail begraben
− um ihn aus seiner Hütte zu locken, kommen
Kunden und Fraunhofl er ins direkte Gespräch.
Der Mensch will und muss die Meere wirtschaftlich
nutzen. Damit er nachhaltig vorgeht, benötigt
er passende Technologien. Schließlich haben wir
nicht umsonst 2016 die Ozeane im Blickpunkt des
Wissenschaftsjahres. Eine Fortsetzung gibt es also
garantiert.
39m e s s e n & V e r a n s t a l t u n g e n
Vom nEtzwErkEn mit wiSSEnSauStauSchIm Sep tember 2015 l ag das Zen t rum de r eu ropä i s chen W i s senscha f t i n Da rms tad t : Hoch rang ige Fo r s che r
ve r samme l ten s i ch au f de r 27 . j äh r l i chen Konfe renz de r Academia Eu ropaea – o rgan i s i e r t von P ro fe s so r
Fe l l ne r, Le i t e r de s F r aunhofe r IGD und des Leh r s tuh l s G raph i s ch - In te rac t i ve Sy s teme (GR IS ) an de r TU
Da rms tad t . Zudem g i l t Da rms tad t a l s W iege de r G raph i s chen Da tenve ra rbe i tung : Vo r 40 J ah ren g ründe te
P ro fe s so r Enca r nação h i e r den Leh r s tuh l und l eg te dami t d i e Ke imze l l e fü r da s F r aunhofe r IGD .
ehemaligen Doktoranden Kawa Nazemi (Fraunhofer IGD) und Tatiana
von Landesberger (GRIS) wurden auf der Konferenz mit dem Burgen
Fellowship ausgezeichnet, einem Preis für junge Wissenschaftler.
40 Jahre gris – Wiege der graphischen datenverarbeitung
Nicht nur während der Tagung hatte Darmstadt als Wissenschafts-
standort die Nase vorn. Die Stadt war schon vor 40 Jahren Vorreiter
für die Graphische Datenverarbeitung. Damals gründete Professor
José Luis Encarnação den Lehrstuhl Graphisch-Interaktive Systeme
an der TU Darmstadt – den ersten seiner Art. Hier begann alles mit
der Frage: Wie projiziert man Daten auf einen Bildschirm? Aus dieser
Keimzelle des GRIS entstand zwölf Jahre später das Fraunhofer IGD.
Noch heute sind der Lehrstuhl GRIS und das Fraunhofer IGD
eng verbunden. Das Thema Visual Computing selbst hat sein
Spektrum stark verbreitert. Wie wichtig das Thema in Darmstadt
mittlerweile geworden ist, zeigt die neue Dachmarke »Visual
Computing@Darmstadt«, die vier Lehrstühle umfasst: Das
besagte GRIS sowie »Graphics, Capture and Massively Parallel
Computing«, »Visual Inference« und »Mathematical and Applied
Visual Computing«, die jeweils aus dem GRIS hervorgegangen
sind. Am 3. Dezember feierte GRIS sein 40-jähriges Jubiläum – mit
einem Festakt, wissenschaftlichen Vorträgen und den Ehrungen
wissenschaftlicher Arbeiten.
Leichtfüßig stürmt der Mensch die Treppe hoch, dabei nimmt
er galant zwei Stufen auf einmal. Kein großes Ding, könnte
man meinen. Schließlich lernt der Mensch bereits als Kleinkind,
wie er solche Hürden zu erklimmen hat. Blickt man allerdings
wissenschaftlich auf diesen Bewegungsablauf, steht man vor
einem Rätsel: Mathematisch ist das, was wir da machen, nämlich
schlichtweg unmöglich. Wie also kann der Roboter vom Menschen
das Treppensteigen lernen?
Unter anderem diese Frage trieb die Besucher der 27. jährlichen
Konferenz der Academia Europaea um, die vom 7. bis 10.
September 2015 in Darmstadt stattfand. Das Thema: die Synergie
von Mensch und Technologie. Anders ausgedrückt: Wie lassen sich
Mensch und Technologie näher zusammenbringen? Die Konferenz
will vor allem exzellente Vertreter verschiedener Fachrichtungen
zusammenbringen und durch diesen Blick über den Tellerrand
neue Ideen generieren. Mit von der Partie war auch Deutschlands
Chemie-Nobelpreisträger des Jahres 2014, Professor Stefan W. Hell.
Er ist Direktor am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie
und leitet eine Abteilung am Deutschen Krebsforschungszentrum.
Dieter W. Fellner, Leiter des Fraunhofer IGD und Professor des
Lehrstuhls GRIS, hat die diesjährige Tagung organisiert. Er zeigte sich
begeistert, Darmstadt einmal mehr zum Zentrum der europäischen
Wissenschaft machen zu können. Ein besonderes Schmankerl: Seine
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41f r a u n h o f e r i g d i m p r o f i l
Seit über 25 Jahren entwickelt das Fraunhofer IGD Technologien
und Anwendungen auf Basis des Visual Computing. In Zusammen-
arbeit mit seinen Partnern entstehen technische Lösungen und
marktrelevante Produkte. Das Fraunhofer IGD stellt dabei den Men-
schen als Benutzer in den Mittelpunkt und hilft ihm mit technischen
Lösungen, das Arbeiten mit dem Computer zu erleichtern und
effizienter zu gestalten. Die Lösungen des Instituts beschäftigen sich
mit der ausgeprägten Fähigkeit des menschlichen Gehirns, kom-
plexe Sachverhalte schnell visuell zu erfassen und zu verarbeiten.
Durch seine zahlreichen Innovationen hebt das Fraunhofer IGD die
Interaktion zwischen Mensch und Maschine auf eine neue Ebene.
Der Mensch kann mithilfe des Computers und der Entwicklungen
des Visual Computing ergebnisorientierter und effektiver arbeiten.
Bereits 1987 begann mit einer von der Fraunhofer-Gesellschaft an
der TU Darmstadt eingerichteten Arbeitsgruppe die Geschichte
des Fraunhofer IGD. 1992 kam der Standort Rostock hinzu. Der
Geschäftsbereich Visual Computing von Fraunhofer Austria in Graz
(2008) und Fraunhofer IDM@NTU in Singapur (2010) sind direkte
Schwestern und Standorte.
Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner ist seit Oktober 2006 Professor
für Informatik an der TU Darmstadt und Institutsleiter des
Fraunhofer IGD. Davor hatte er akademische Positionen an der TU
Graz, der TU Braunschweig, der Universität Bonn, der Memorial
University of Newfoundland, Kanada, und der Universität Denver,
Colorado, inne. Er ist immer noch mit der Technischen Universität
in Graz verbunden, wo er das Institut für ComputerGraphik und
WissensVisualisierung leitet, das er im Jahr 2005 gegründet hat.
hauptsitz darmstadt
Seit Ende 2006 leitet Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner das
Fraunhofer IGD bei gleichzeitiger Leitung des Fachgebiets GRIS
(Graphisch-Interaktive Systeme) der TU Darmstadt. Auf seine Initia-
tive hin wurde unter anderem am Standort der Forschungsbereich
»Visual Computing« stark ausgebaut. Thematisch und organisatorisch
gliedert sich das Fraunhofer IGD in Darmstadt in zehn Forschungs-
abteilungen und ein Service Center. Das Institut arbeitet mit den
Fachgebieten zu »Visual Computing« des Fachbereichs Informatik
der TU Darmstadt eng zusammen. Die traditionsreiche Kooperation
bereichert sowohl die Grundlagenforschung des Fachgebiets als auch
die angewandte Forschung des Fraunhofer IGD. Durch die ange-
wandte Forschung unterstützt das Institut Industrie und Wirtschaft in
entscheidender Weise dabei, sich strategisch zu entwickeln.
standort rostock
In Rostock wird gezielt Forschung in zwei Kernbereichen betrieben.
Im Kompetenzzentrum »Interactive Document Engineering«
bearbeiten die Forscher Problemstellungen aus dem Bereich der
Visualisierung existenzieller Daten insbesondere für die Branchen
Maschinen- und Anlagenbau sowie Healthcare. Der Kompetenz-
bereich »Maritime Graphics« unterstützt Kunden aus Schiffbau,
Schiffsbetrieb und Meerestechnik/Meeresforschung digital, virtuell
und visuell. Dabei kommen Virtuelle und Erweiterte Realität, Bild-
verarbeitung und Wissensmanagement zum Einsatz. Das ebenfalls
am Fraunhofer IGD in Rostock angesiedelte »Visual Computing
Research and Innovation Center« (VCRIC) ist eine gemeinsame
Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft und der Universität
Rostock. In enger Kooperation wird hier grundlagenorientierte
Vorlaufforschung und darauf aufbauende Fraunhofer-typische
Anwendungsforschung und Entwicklung betrieben.
standort graz
2008 nahm die österreichische Schwester des Fraunhofer IGD ihre
Arbeit unter dem Dach von Fraunhofer Austria auf. Das bereits seit
2007 an der TU Graz bestehende Projektbüro des Fraunhofer IGD
wurde in den Geschäftsbereich »Visual Computing« der Fraunhofer
Austria Research GmbH überführt. Der Fraunhofer-Standort Graz
entwickelt zielführende Lösungen und neue Produkte in den
fraunhofEr igd im profilDas Fraunhofer IGD ist d ie weltweit führende Einr ichtung für angewandte Forschung im Visual Computing. V isual
Computing ist b i ld- und model lbas ierte Informatik und umfasst unter anderem Graphische Datenverarbeitung,
Computer V is ion sowie Virtuel le und Erweiterte Real i tät . Vereinfacht ausgedrückt machen die Fraunhofer-Forscher
in Darmstadt, Rostock, Graz und Singapur aus Informationen Bi lder und holen aus Bi ldern Informationen. Proto-
typen und Komplett lösungen werden nach kundenspezif ischen Anforderungen entwickelt . Die Forschungs- und
Entwicklungsprojekte haben direkten Bezug zu aktuel len Problemstel lungen in der Wirtschaft .
42 f r a u n h o f e r i g d i m p r o f i l
Bereichen Graphische Datenverarbeitung, Computer Vision,
Virtuelle und Erweiterte Realität sowie Digitale Bibliotheken. Die
Forscher stellen gemeinsam mit ihren Partnern den Menschen in
den Mittelpunkt. Die Interaktion zwischen Mensch und Maschine
wird durch die Innovationen des Visual Computing auf eine neue
Ebene gehoben. Einer ihrer Schwerpunkte ist das menschliche Po-
tenzial, komplexe Sachverhalte schnell visuell zu erfassen. Mit dem
an der TU Graz etablierten Exzellenzcluster »Visual Computing«
arbeiten die Forscher von Fraunhofer Austria eng zusammen.
standort singapur
1998 gründete das Fraunhofer IGD mit der Nanyang Technological
University (NTU) das Center for Advanced Media Technology (CAM-
Tech), aus dem 2010 das Projektzentrum Fraunhofer IDM@NTU
hervorging. Es betreibt direkte Forschung zu aktuellen Fragestellun-
gen aus der Wirtschaft und engagiert sich für Interaktive Digitale
Medien (IDM). Die Forscher arbeiten an IDM-Basistechnologien und
Visual-Computing-Anwendungen mit den Forschungsschwerpunk-
ten Echtzeit-Rendering und Visual Analytics.
Forschungslinien
Die Forschung am Fraunhofer IGD konzentriert sich auf fünf
strategische Forschungslinien:
Computergraphik
Computergraphik, die »Bildsynthese«, ist eine wesentliche Kern-
disziplin des Visual Computing. In dieser Forschungslinie werden
Technologien und Verfahren entwickelt, welche Bilder aus Informa-
tion erzeugen. Dabei sollen möglichst einheitliche Datenmodelle als
Grundlage für unterschiedlichste Anwendungsszenarien verwendet
werden. Das Fraunhofer IGD forscht an Verfahren und Methoden,
um diesem einheitlichen Modellanspruch in unterschiedlichsten
Ausprägungen gerecht zu werden. Dabei sind möglichst effiziente
und flexible Verfahren das Ziel.
Computer Vision
Das Verstehen und Interpretieren von Kamerabildern (»Computer
Vision«) erfährt wachsende Bedeutung in Automatisierungs- und
Engineeringprozessen. Computer-Vision-Technologien werden
dabei für die Objekterkennung via Augmented Reality und 3D-Re-
konstruktionsverfahren eingesetzt. Am Fraunhofer IGD werden in
diesem Zusammenhang spezielle Tracking- und Digitalisierungsver-
fahren entwickelt, die Objekte, deren Position und Textur schneller
erfassen, verfolgen und originalgetreu reproduzieren können.
mensch-maschine-interaktion
Die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine geht heute deutlich
über bisherige Standardformen der Human Computer Interaction
(HCI) hinaus. Die Interaktionsmechanismen nähern sich immer
stärker dem natürlichen Verhalten des Menschen an. Zudem stellen
die immer größeren Datenmengen neue Herausforderungen sowohl
an die Visualisierung als auch an die Interaktion. Das Fraunhofer IGD
forscht in diesem Zusammenhang an neuen Interaktionsmodalitäten,
intelligenten Umgebungen und Visualisierungsmethoden.
(interaktive) simulation
Eine Kernherausforderung für die Computergraphik besteht in
der Unterstützung und Beschleunigung von Simulationsprozessen.
Unter Simulation wird das virtuelle Nachbilden des Verhaltens von
physischen Objekten und physikalischen Phänomenen verstanden,
wie beispielsweise das Fluchtverhalten von Passagieren auf
Schiffen. Das Fraunhofer IGD verwendet aktuelle Methoden mit
integrierter Modellierung, Simulation und Visualisierung, um den
Entwurfsprozess zu verkürzen und Benutzern die direkte Beeinflus-
sung der Simulation zu ermöglichen.
modellbildung
Modelle sind ein unabdingbarer Bestandteil des Visual
Computing. Sie bieten eine abstrakte Sicht auf ausgewählte
Aspekte der Realität und ermöglichen so erst die Abbildung
in ein informationsverarbeitendes System.
Das Fraunhofer IGD erforscht neben traditionellen zwei- oder
dreidimensionalen Modelltypen auch komplexere Modelle für
den Einsatz in der Praxis. Dabei werden vielfach ergänzende
Informationen miteinbezogen und hochdimensionale Modelle
zur Beschreibung und Auswertung von umfangreichen Datener-
hebungen entwickelt.
geschäftsfelder
Auf den Forschungslinien aufbauend arbeitet das Fraunhofer IGD in
den Geschäftsfeldern:
Visuelle Entscheidungshilfe
Menschen wollen Zusammenhänge verstehen, Einsichten gewinnen
und Entscheidungen herbeiführen. Visualisierungen schaffen die Mög-
lichkeit, komplexe und zusammenhängende Sachverhalte über Modelle
und Simulationen darzustellen. Daten und Erfahrungen können
schneller analysiert werden. Das unterstützt Industrie, Behörden oder
Privatpersonen dabei, Entscheidungen einfacher und besser zu treffen.
Virtuelles Engineering
Neue Autos oder Flugzeuge entstehen heute fast nur noch am
Computer. Die Technologien des virtuellen Engineerings begleiten
den gesamten Produktlebenszyklus. Mithilfe der 3D-Technik können
alle Prozesse von Fertigung über Training bis zur Wartung realitäts-
nah erprobt werden. Anwender sparen nicht nur Zeit und Kosten,
sondern verbessern auch die Qualität ihrer Endprodukte.
digitale gesellschaft
Intelligente Wohnumgebungen unterstützen ältere Menschen
und das Smartphone wird zum Reiseführer. Digitalisierung und
Vernetzung kennzeichnen unsere moderne Gesellschaft. Wissen
erlangen, ausbauen und speichern ist das Ziel eines jeden Men-
schen. Digitalisierung ermöglicht Erfahrungen festzuhalten und
weiterzugeben. Diese Technologien erhöhen die Lebensqualität
der gesamten Gesellschaft.
technologie-Labore
Das Fraunhofer IGD setzt seine Labore dafür ein, um die Ergebnisse
der Abteilungen zu demonstrieren. Darüber hinaus werden hier
Experimente und Studien für Projektarbeiten durchgeführt.
Folgende (Technologie-)Labore und Demozentren stehen dem
Fraunhofer IGD zur Verfügung:
� Ambient Assisted Living Labor
� CultLab3D
� Evaluierungslabor für biometrische Systeme
� Labor 4.0
� Interactive Showroom & Innovation Lounge
� Labor für Augmented Engineering
� Labor für Hochqualitative Bildakquisition und -ausgabe
� Maritime Graphics Lab
� Verteiltes Ambient Assisted Living Labor
� Visual Analytics Labor
� Dienstleistungszentrum GEO
Kuratorium
Das Kuratorium eines Fraunhofer-Instituts ist Beratungs- und zugleich
Kontrollgremium. Es setzt sich aus einer Reihe namhafter Vertreter
aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammen.
Vorsitzender
Dr. Gunter Küchler Lufthansa Systems AG
stellvertretender Vorsitzender
Prof. Dr. Reiner Anderl TU Darmstadt
mitglieder
Dr. Kai Beckmann, Merck KGaA
Prof. Dr. techn. Horst Bischof, TU Graz
Ekkehart Gerlach, Deutsche Medienakademie GmbH
Prof. Dr. Markus Gross, ETH Zürich
Prof. Alfred Katzenbach, Daimler AG
Prof. Dr. rer. nat. Reinhard Klein, Universität Bonn
MinR’in Dr. Ulrike Mattig, Hessisches Ministerium für Wissenschaft und Kunst
Dr. Torsten Niederdränk, Siemens AG
Gerhard Rauh, mr management & consulting GmbH
Dr. Albert Remke, 52° North GmbH
Prof. Dr. Bernt Schiele, Max-Planck-Institut für Informatik
Prof. Dr. Heidrun Schumann, Universität Rostock
43f r a u n h o f e r i g d i m p r o f i l
b i g d a t a
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V o n p r o d u k t e n , p r o Ze s sen
45f r a u n h o f e r V e r n e t Z t
Fraunhofer-allianzen
Institute oder Abteilungen von Instituten mit unterschiedlichen Kompetenzen kooperieren
in Fraunhofer-Allianzen, um ein Geschäftsfeld gemeinsam zu bearbeiten und zu vermarkten.
Abteilungen des Fraunhofer IGD arbeiten eng mit Abteilungen anderer Fraunhofer-Institute in
den Fraunhofer-Allianzen »Ambient Assisted Living«, »Big Data«, »Embedded Systems« und
»Numerische Simulation von Produkten, Prozessen« zusammen.
www.fraunhofer.de/de/institute/institute-einrichtungen-deutschland/fraunhofer-allianzen.html
Fraunhofer-Verbund informations- und Kommunikationstechnologie
In den Verbünden organisieren sich fachlich verwandte Institute und treten gemeinsam am
Forschungs- und Entwicklungsmarkt auf. Das Fraunhofer IGD ist Mitglied im Fraunhofer-Verbund
IUK-Technologie. Dieser bündelt die Kompetenzen der Institute der Fraunhofer-Gesellschaft, die
IT-Lösungen für verschiedenste Branchen und Anwendungsszenarien entwickeln und implemen-
tieren. Der Verbund ermöglicht geschäftsfeldspezifische, ganzheitliche und maßgeschneiderte
Ansätze sowie kompetente Technologieberatung für Industrie, Behörden und Medien aus einer
Hand. Er steht Unternehmen und Anwendern mit Marktkenntnis, Know-how, Experten und
modernsten Technologien hersteller- und systemneutral zur Verfügung.
Der Verbund vertritt 19 Institute mit etwa 5000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Die
Geschäftsstelle in Berlin-Mitte ist Dienstleister und Ansprechpartner für Unternehmen, Politik,
Medien und Anwender bei Fragen zu IT-Innovationen.
Sich ergänzende Schwerpunkte der Institute decken die Wertschöpfungsketten in der
IUK-Branche umfassend ab. Die Mitgliedsinstitute besitzen ein hohes Innovationspotenzial in der
Technologieentwicklung.
Seit dem 1. Januar 2016 ist Professor Dieter W. Fellner (Institutsleiter des Fraunhofer IGD) der
neue Vorsitzende des Fraunhofer-Verbunds für Informations- und Kommunikationstechnologie.
Neuer Geschäftsführer ist Alexander Nouak, zuvor Abteilungsleiter für »Identifikation und
Biometrie« am Fraunhofer IGD.
www.iuk.fraunhofer.de
Branchenfelder des Fraunhofer-
Verbunds IUK-Technologie:
� Mobilität und Transport
� E-Government
� Öffentliche Sicherheit
� Produktion und Logistik
� Medien und Kreativwirtschaft
� Digital Services
� Wirtschafts- und Finanzinformatik
� Medizin und Gesundheit
� Energie und Nachhaltigkeit
Technologiefelder des Fraunhofer-
Verbunds IUK-Technologie:
� Numerische Software und
Simulation
� Usability und Mensch-
Computer-Interaktion
� Verlässliche Cyberphysische
Systeme
� IT-Security und Safety
� Digitale Netze und Internet
� Graphik und Medientechnik
� Bildgewinnung und Bild-
auswertung
� Big Data Management und
Analytics
� Automatisierungstechnik
nEtzwErkE
nu
me
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imu
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V o n p r o d u k t e n , p r o Ze s sen
B E S C H Ä F T I G T E
F O R S C H U N G S V O L U M E N
1,7 MrdVERTRAGS-
FORSCHUNG
I N S T I T U T E U N D F O R S C H U N G S E I N R I C H T U N G E N
67
24 000
fraunhofEr in zahlEn
2015
> 2 milliarden BUND UN
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47f r a u n h o f e r - g e s e l l s C h a f t
fraunhofEr-gESEllSchaft
Forschen für die Praxis ist die zentrale Aufgabe der Fraunhofer-Gesellschaft. Die 1949 gegründete
Forschungsorganisation betreibt anwendungsorientierte Forschung zum Nutzen der Wirtschaft und
zum Vorteil der Gesellschaft. Vertragspartner und Auftraggeber sind Industrie- und Dienstleistungs-
unternehmen sowie die öffentliche Hand.
Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit 67 Institute und Forschungseinrichtungen.
Knapp 24 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit natur- oder ingenieurwissenschaft-
licher Ausbildung, erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von mehr als 2 Milliarden Euro. Davon
fallen rund 1,7 Milliarden Euro auf den Leistungsbereich Vertragsforschung. Über 70 Prozent dieses
Leistungsbereichs erwirtschaftet die Fraunhofer-Gesellschaft mit Aufträgen aus der Industrie und mit
öffentlich finanzierten Forschungsprojekten. Knapp 30 Prozent werden von Bund und Ländern als
Grundfinanzierung beigesteuert, damit die Institute Problemlösungen entwickeln können, die erst in
fünf oder zehn Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft aktuell werden.
Internationale Kooperationen mit exzellenten Forschungspartnern und innovativen Unternehmen
weltweit sorgen für einen direkten Zugang zu den wichtigsten gegenwärtigen und zukünftigen
Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen. Mit ihrer klaren Ausrichtung auf die angewandte Forschung
und ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien spielt die Fraunhofer-Gesellschaft
eine zentrale Rolle im Innovationsprozess Deutschlands und Europas. Die Wirkung der angewandten
Forschung geht über den direkten Nutzen für die Kunden hinaus: Mit ihrer Forschungs- und Ent-
wicklungsarbeit tragen die Fraunhofer-Institute zur Wettbewerbsfähigkeit der Region, Deutschlands
und Europas bei. Sie fördern Innovationen, stärken die technologische Leistungsfähigkeit, verbessern
die Akzeptanz moderner Technik und sorgen für Aus- und Weiterbildung des dringend benötigten
wissenschaftlich-technischen Nachwuchses.
Ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern bietet die Fraunhofer-Gesellschaft die Möglichkeit zur fachlichen
und persönlichen Entwicklung für anspruchsvolle Positionen in ihren Instituten, an Hochschulen, in Wirt-
schaft und Gesellschaft. Studierenden eröffnen sich aufgrund der praxisnahen Ausbildung und Erfahrung
an Fraunhofer-Instituten hervorragende Einstiegs- und Entwicklungschancen in Unternehmen.
Namensgeber der als gemeinnützig anerkannten Fraunhofer-Gesellschaft ist der Münchner Gelehrte Joseph
von Fraunhofer (1787–1826). Er war als Forscher, Erfinder und Unternehmer gleichermaßen erfolgreich.
www.fraunhofer.de
Fraunhofer-Vorstand:
Prof. Dr. Reimund Neugebauer
Prof. Dr. Alfred Gossner
Prof. Dr. Alexander Kurz
Fraunhofer IGD:
Institutsbetreuerin
Dr. Birgit Geier
48 k u n d e n u n d k o o p e r at i o n s pa rt n e r
»Das Fraunhofer IGD arbe i tet mit s tarken Partnern zusammen und b le ibt so wei terh in auf Er fo lgskurs . Das
Inst i tut kooper ier t mi t Forschungse inr ichtungen und führenden Wir tschaftsunternehmen auf der ganzen
Welt . H ier f inden S ie e ine Auswahl an aktue l len Kunden und Kooperat ionspartnern.«
� 2b AHEAD ThinkTank GmbH, Leipzig � Adam Opel AG, Rüsselsheim � Airbus, Toulouse, Frankreich � Airbus, Manchingen � AIT – Austrian Institute of Technology GmbH, Wien, Österreich � Align Technology B. V., Amsterdam, Niederlande � Arago GmbH, Frankfurt � ARCTUR d. o. o., Nova Gorica, Slowenien � Assisted Home Solutions, Darmstadt � Assyst GmbH, Aschheim-Dornach � ATHENA Research & Innovation Center, Athen, Griechenland � ATOS, Madrid, Spanien � Audi AG, Ingolstadt � Autodesk GmbH, Darmstadt � AVL List GmbH, Graz, Österreich � BioCurve S. L., Zaragoza, Spanien � BluSky Services Group, Zaventem, Belgien � BMBF, Berlin � BOC Asset Management GmbH, Wien � BOGE KOMPRESSOREN Otto Boge GmbH & Co. KG, Bielefeld � British Telecom, London, UK � BTechC Martorell, Barcelona, Spanien � Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), Bonn � Capvidia GmbH, Neuss � CARSA, Getxo, Spanien � CIMNE, Barcelona, Spanien � CIP4 Organization, Zürich, Schweiz � Clausohm Software GmbH, Neverin � Continental AG, Babenhausen � ConWeaver GmbH, Darmstadt � COSAWA Sanierung, Peine � CST AG, Darmstadt � CSUC – Consorci de Serveis Universitaris de Catalunya,
Barcelona, Spanien � Daimler AG, Stuttgart � Daimler Protics, Ulm � Dassault Aviation, St Cloud, Frankreich � DATEV eG, Nürnberg � Delft University, Niederlande � Deutsches Herzzentrum Berlin � DFKI GmbH, Kaiserslautern � Die Johanniter, Berlin
� Dr. Horst Schmidt Klinik, Wiesbaden � Dr. Ing. h. c. F. Porsche Aktiengesellschaft, Ludwigsburg � EASN, Patras, Griechenland � EPFL, Lausanne, Schweiz � EU, Brüssel, Belgien � EurActiv.com PLC, Brüssel, Belgien � Eurocopter, Marignane, Frankreich � Eurofast - ID Partners, Paris, Frankreich � European Sensor Systems S.A., Athen, Griechenland � FCC, Stiftelsen Fh – Chalmers Centrum for Industrimatematik,
Göteborg, Schweden � FICEP S. p. A., Gazzada Schianno, Italien � Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil
Entwurfsautomatisierung EAS, Dresden � Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS, Chemnitz � Fraunhofer Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut,
HHI, Berlin � Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO,
Stuttgart � Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Stuttgart � Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT, Pfinztal � Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte
Materialforschung IFAM, Bremen � Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, Frankfurt
am Main � Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung
IPA, Stuttgart � Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktions-
technik IPK, Berlin � Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM,
Kaiserslautern � FZI Forschungszentrum Informatik, Karlsruhe � Gnúbila France, Argonay, Frankreich � GPB Arke Ing.-Büro für Umwelttechnik, Hemeringen � Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf – HNO-Klinik, Düsseldorf � Helic S. A., Maroussi, Griechenland � Hoch, Zoellner + Partner Management Systeme GmbH, Norderstedt � Hochschule Darmstadt, Darmstadt � IGN Institut National de l’Information Géographique et Forestière,
Saint-Mandé, Frankreich � IMATI, Genua, Italien � INRIA, Sophia Antipolis, Frankreich
kundEn und koopErationSpartnEr
49k u n d e n u n d k o o p e r at i o n s pa rt n e r
� INRIA – Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique, Frankreich
� Institut für Prävention und betriebliche Gesundheitsförderung, Rostock � Institute of GeodesyInstitute of Geodesy, Cartography and
Remote Sensing, Hungary (FOMI), Budapest, Ungarn � Introsys, SA, Moitra, Portugal � ISRA Vision AG, Darmstadt � Istituto Giannina Gaslini, Genua, Italien � iuem – Institut Universitaire Européen de la Mer, Plouzane, Frankreich � Jotne EPM Technology AS, Oslo, Norwegen � Karde AS, Oslo, Norwegen � Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe � Lynkeus Srl, Rom, Italien � M. O. S. S. Computer Systeme GmbH, Taufkirchen � Martini-Klinik am UKE GmbH, Hamburg � Medizinische Universität Innsbruck, Innsbruck, Österreich � Merck KGaA, Darmstadt � Middlesex University, Middlesex, Großbritannien � Missler Software, Ramonville, Frankreich � nablaDot, Zaragoza, Spanien � NEOCOSMO GmbH, Saarbrücken � NOVATRA SAS, Varennes St Saiveur, Frankreich � NUMECA Ingenieurbüro, Altdorf b. Nürnberg � NUMECA International, Brüssel, Belgien � Oncotyrol, Innsbruck, Österreich � OneToNet Srl, Mailand, Italien � Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, Rom, Italien � PE International AG, Leinfelden-Echterdingen � Phacon GmbH, Leipzig � PROGNOS AG, Berlin � Reifenhäuser Reicofil, Troisdorf � Robert Bosch GmbH, Blaichach, Stuttgart � Rölke Pharma, Hamburg � S. K. M. Informatik GmbH, Schwerin � Scheller Systemtechnik GmbH, Wismar � SEAR GmbH, Rostock/Weißenfels � Seazone Solutions Limited, Wallingford, Oxfordshire, Vereinigtes
Königreich � Serious Games Interactive, Kopenhagen, Dänemark � SES-Tec OG, Graz, Österreich � SGM Solutions Global Media GmbH, Berlin � ShareDat, Rostock � Siemens AG � SimPlan AG, Maintal � SINTEF ICT, Oslo, Norwegen � SIV Software-Architektur und Technologie GmbH, Rostock � Spatial Corp. Bloomfield, CO, USA
� Spatial Technology GmbH, Saarbrücken � STAM S. r. l., Genua, Italien � Stellba Hydro GmbH & Co KG, Herbrechtingen � STMicroelectronics Srl, Mailand, Italien � SUPSI – Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana,
Manno, Schweiz � Technische Informationsbibliothek (TIB), Hannover � Technische Universität Darmstadt � Technologie- und Anwendungszentrum Vorpommern mbH,
Greifswald � Thermokon GmbH, Mittenaar � Thünen-Institut, Rostock � tim – traffic information and management GmbH, Dieburg � TRIVISIO Prototyping GmbH, Trier � Tronrud Engineering AS, Honefoss, Norwegen � TRW Airbag Systems GmbH, Laage � TTS – Technology Transfer System S. r. l., Mailand, Italien � UCL – University College London, Vereinigtes Königreich � UNITEC Informationssysteme GmbH, Hanau � Universidad de Zaragoza, Spanien � Universidad Politécnica de Madrid, Spanien � Università degli Studi di Parma, Italien � Universität Kassel � Universität Rostock � Universität Stuttgart � Universitätsklinikum Essen � Universitätsmedizin Rostock � University College of London, Vereinigtes Königreich � University of Edinburgh, Vereinigtes Königreich � University of Nottingham, Vereinigtes Königreich � University of Patras, Griechenland � University of Sheffield, Vereinigtes Königreich � Universtair Medisch Centrum Utrecht, Niederlande � VCI, Athen, Griechenland � Verband Druck und Medien NordOst e. V., Hannover � vital & physio GmbH, Rostock � Volkswagen AG, Wolfsburg � Volvo Technology AB, Göteborg � VTT, Tampere, Finnland � VTT Technical Research Center Finland, Espoo, Finnland � VU University Medical Center, Amsterdam, Niederlande � Werner Otto GmbH, Hameln � WoQuaZ GmbH, Weiterstadt � Worldbank Energy & Extractives, Washington, DC, USA � Zentral-Fachausschuss Berufsbildung Druck und Medien (ZFA),
Hannover � ZGDV e.V., Darmstadt
50 p u b l i k at i o n e n
Braun, Andreas; Fellner, Dieter W.; Kuijper, Arjan; Wichert, Reiner:
Capacitive proximity sensing in smart environments.
JAISE 7(4): 483–510 (2015)
Distler, Martin; Grosse-Puppendahl, Tobias; Hastall, Matthias
R.; Kirchbuchner, Florian; Kuijper, Arjan: ambient intelligence
from senior Citizens' perspectives: understanding privacy
Concerns, technology acceptance, and expectations.
AmI 2015: 48–59
Fellner, Dieter W.; Mueller-Roemer, Johannes; Stork, André; Weber,
Daniel: a Cut-Cell geometric multigrid poisson solver for
fluid simulation. Comput. Graph. Forum 34(2): 481–491 (2015)
Altenhofen, Christian; Fellner, Dieter W.; Mueller-Roemer, Johannes;
Stork, André; Weber, Daniel: deformation simulation using
cubic finite elements and efficient p-multigrid methods.
Computers & Graphics 53: 185–195 (2015)
Bernard, Jürgen; Kohlhammer, Jörn; May, Thorsten; Pehrke, Dirk;
Schlomm, Thorsten; Sessler, David: a Visual-interactive system
for prostate Cancer Cohort analysis. IEEE Computer Graphics
and Applications (CGA) 35(3): 44–55 (2015)
Burkhardt, Dirk; Fellner, Dieter W.; Kohlhammer, Jörn; Kuijper,
Arjan; Nazemi, Kawa; Retz, Reimond: Visual trend analysis with
digital libraries. I-KNOW 2015: 14
Bockholt, Ulrich; Engelke, Timo; Keil, Jens; Rojtberg, Pavel;
Schmitt, Michael; Wientapper, Folker: Content first: a concept
for industrial augmented reality maintenance applications
using mobile devices. MMSys 2015: 105–111
Bockholt, Uli; Gavish, Nirit; Gutiérrez, Teresa; Peveri, Matteo;
Rodríguez, Jorge; Tecchia, Franco; Webel, Sabine: evaluating
virtual reality and augmented reality training for industrial
maintenance and assembly tasks. Interactive Learning Environ-
ments (ILE) 23(6): 778–798 (2015)
Krämer, Michel; Senner, Ivo: a modular software architecture
for processing of big geospatial data in the cloud.
Computers & Graphics 49: 69–81 (2015)
Gutbell, Ralf; Krämer, Michel: a case study on 3d geospatial
applications in the web using state-of-the-art Webgl frame-
works. Web3D 2015: 189–197
Damer, Naser; Nouak, Alexander: Weighted integration of neighbors
distance ratio in multi-biometric fusion. BIOSIG 2015: 255–262
Brandherm, Florian; Fellner, Dieter W.; Kuijper, Arjan; Limper, Max;: evalua-
ting 3d thumbnails for virtual object galleries. Web3D 2015: 17–24
Matthies, Denys J. C.; Perrault, Simon T.; Urban, Bodo; Zhao, Shengdong:
botential: localizing on-body gestures by measuring electrical
signatures on the human skin. MobileHCI 2015: 207–216
Forschen, entwickeln, veröffent l ichen: Das gehört zum wissenschaft l ichen Al l tag. Nur wer veröffent l icht und s ich
wissenschaft l ich vernetzt , kann wahrgenommen werden. Und nur wer wahrgenommen wird, kann wissenschaft l iche
Dia loge führen und eine wissenschaft l ich führende Rol le spie len. Forscher innen und Forscher des Fraunhofer IGD
ve röffent l i chen ih r W is sen in unte r sch ied l i chen Formen, p räsent ie ren ih re Arbe i ten auf Konferenzen und
gewinnen dabei Pre ise. Hier nur e ine k le ine Auswahl der wissenschaft l ichen Publ ikat ionen aus dem Jahr 2015.
publikationEn
Aehnelt, Mario; Alm, Rebekka; Urban, Bodo: processing manu-
facturing knowledge with ontology-based annotations and
cognitive architectures. I-KNOW 2015: 25
Lukas, Uwe von; Kuijper, Arjan; Urban, Bodo; Vahl, Matthias:
semi-automatic analysis of huge digital nautical Charts of
Coastal aerial images. VISAPP (3) 2015: 100–107
Farhadifard, Fahimeh; Lukas, Uwe von; Zhou, Zhiliang:
learning-based underwater image enhancement with
adaptive color mapping. ISPA 2015: 48–53
Dolereit, Tim; Arjan Kuijper; Lukas, Uwe von: new constraints for
underwater stereo calibration. ISPA 2015: 176–181
Erdt, Marius; Hebborn, Anna Katharina; Müller, Stefan: robust
Model Based Tracking Using Edge Mapping and Refi nement.
AVR 2015: 109–124
He, Ying; Gu, xianfeng; Liu, Yong-Jin; Mueller-Wittig, Wolfgang;
Wang, Wenping; Wang, xiaoning; xin, Shi-Qing; Ying, xiang:
intrinsic computation of centroidal Voronoi tessellation
(CVt) on meshes. Computer-Aided Design 58: 51–61 (2015)
Encarnação, José L.; Fellner, Dieter W.: Computer graphics
»made in germany«: darmstadt, the leading »Computer
graphics and Visual Computing hub« in europe: the way
from 1975 to 2014. Computers & Graphics 53: 13–27 (2015)
Eicke, Tim Nicolas; Jung, Yvonne; Kuijper, Arjan: stable dynamic
webshadows in the X3dom framework.
Expert Syst. Appl. 42(7): 3585–3609 (2015)
Drechsler, Klaus; Oelmann, Simon; Oyarzun Laura, Cristina;
Wesarg, Stefan: active Contour based segmentation of re-
sected livers in Ct images. In: Ourselin, Sébastien (Ed.); Styner,
Martin A. (Ed.); The International Society for Optical Engineering
(SPIE): Medical Imaging 2015: Image Processing. Bellingham: SPIE
Press, 2015, pp. 941316-1 – 941316-6. (Proceedings of SPIE 9413)
Fellner, Dieter W.; Fuhrmann, Anton; Hecher, Martin; Hesina,
Gerd; Traxler, Christoph: Web-based Visualization platform
for geospatial data. In: Braz, José (Ed.); Kerren, Andreas (Ed.);
Linsen, Lars (Ed.); Institute for Systems and Technologies of
Information, Control and Communication (INSTICC): IVAPP 2015.
Proceedings: 6th International Conference on Information Visuali-
zation Theory and Applications. SciTePress, 2015, pp. 311–316.
darmstädter Computer graphik abend 2015
2015 stand der Darmstädter Computer Graphik Abend nicht
allein. Er bildete den Abschluss des 40-jährigen Jubiläums
das Fachgebietes GRIS der TU Darmstadt und somit die
Brücke, die er eigentlich schon immer darstellt: Er zeichnet
die hochqualitativen wissenschaftliche Arbeiten aus, die ihren
Ursprung in der universitären Grundlagenforschung haben
und in der angewandten Forschung ihre Fortsetzung fi nden.
So spiegeln sich auch die Awards in 2015 wider.
»best Paper award« 2015
Santos, Pedro; Ritz, Martin; Tausch, Reimar; Schmedt,
Hendrik; Rodriguez, Rafael Monroy; Stefano, Antonio;
Posniak, Oliver; Fuhrmann, Constanze; Fellner, Dieter W.:
Cultlab3d - on the Verge of 3d mass digitization.
In: EUROGRAPHICS Workshop on Graphics and Cultural
Heritage 2014: 65–73
Dambruch, Jens; Krämer, Michel:
leveraging public participation in urban planning with
3d Web technology. In: International Conference on
Web3D Technology – Web3D 2014: 117–124
Fuhrmann, Simon; Goesele, Michael:
floating scale surface reconstruction.
In: ACM Transactions on Graphics 33 (4): 46:1–46:11 (2014)
»best thesis award« 2015
Jakob Karolus:
»opportunities and applications of ultrasound sensing on
unmodifi ed consumer-grade Smartphones« (Master Thesis)
Daniel Thürck:
»optimizing large-scale irregular markov random fields
on gpus« (Master Thesis)
Matthieu Fraissinet-Tachet:
»mutual information-based piecewise planar object
tracking« (Master Thesis)
51p u b l i k at i o n e n
»mit unseren kompetenzen im angewandten Visual
Computing unterstützen wir kunden aus industrie,
Wirtschaft und behörden. Visual Computing bietet
Visualis ierungs- und simulationstechnologien für ein
sehr breites feld von anwendungen.«
überall wo sie moderne Computertechnologien einsetzen,
fi nden sich Einsatzgebiete des Visual Computing und somit
unterstützende lösungen, um dem stark visuell orientierten
menschen die arbeit zu erleichtern. insbesondere wenn es
darum geht, schnelle ingenieurtechnische oder ästhetische
entscheidungen zu treffen, können sie ihre arbeit mit ange-
passten Visual-Computing-lösungen qualitativ und quantitativ
weiter verbessern.
das fraunhofer igd und seine partner bieten ihren kunden
zahlreiche serviceleistungen rund um die auftragsforschung und
setzen diese qualitativ hochwertig für sie und mit ihnen um.
unsere angebote und serviceleistungen im überblick
auftragsforschung für industrie, Wirtschaft und behörden
entwicklung neuer technologien, prototypen und
komplettsysteme
erstellen von konzepten, modellen und praxislösungen
supportdienstleistung am standort des kunden
evaluierung von soft- und hardware
Visualisierungen von informationen
2d-modellierung und 3d-modellierung
simulationen von modellen
studien und beratung
lizenzierungen
schulungen
waS wir fÜr SiE lEiStEn waS wir fÜr SiE lEiStEn
53i h r e a n s p r e C h pa rt n e r
dr.-ing. Johannes behr
Standort Darmstadt +49 6151 155-510
Visual Computing system technologies
Unter Visual Computing versteht man bild-
und modellbasierte Informatik. Hierzu zählen
Virtuelle und Erweiterte Realität, Graphische
Datenverarbeitung und Computer Vision.
Die Abteilung »Visual Computing System
Technologies« unter der Leitung von Johannes
Behr hat die Aufgabe, diese Basistechnologien
des Fraunhofer IGD für andere Forschungs-
gruppen und die deutsche Industrie verfügbar
zu machen.
dr.-ing. ulrich bockholt
Standort Darmstadt +49 6151 155-277
Virtuelle und Erweiterte realität»Virtuelle und Erweiterte Realität« – so heißt
die Abteilung, die unter Leitung von Ulrich
Bockholt in den Bereichen Virtual Reality und
Augmented Reality arbeitet. Die Abteilung er-
forscht Technologien zur Objekterkennung und
-verfolgung mithilfe von Videokamerabildern.
Die Technologien werden auf Smartphone- und
Tabletsystemen in der industriellen Wartung,
3D-Interaktion und Fahrassistenz eingesetzt.
dr.-ing. andreas braun
Standort Darmstadt +49 6151 155-208
smart Living & biometric technologies
Die Abteilung »Smart Living & Biometric
Technologies« unter der Leitung von Andreas
Braun entwickelt zukunftsorientierte Lösungen
für smarte Umgebungen. Dynamische Sensor-
systeme, intelligente Plattformen und innovative
Interaktionsmöglichkeiten sowie biometrische
Systeme werden unauffällig in Wohn- und
Arbeitsumgebungen integriert und assistieren
intelligent bei unseren täglichen Aktivitäten.
dr. rer. nat. Eva Eggeling
Standort Graz +43 316 873-5410
Visual ComputingDamit hochwertige Visualisierungen überhaupt
möglich sind, müssen die Modellbildung
und Simulation ineinandergreifen. Das Team
um Eva Eggeling kombiniert diese beiden
anspruchsvollen Disziplinen miteinander und
belebt auf diese Weise immersive Umgebungen.
In den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten
schafft Fraunhofer Austria in Graz damit Visualisie-
rungen für die Praxis, um die Interaktion zwischen
Mensch und Maschine stetig zu verbessern.
SErVicE und anSprEchpartnEr
technologien und anwendungen
tragen unsere kernkompetenzen.
bei der forschungsarbeit setzen wir ein
breites methodenspektrum ein, das wir
kontinuierlich weiterentwickeln. durch
unseren umfassenden und interdiszi-
plinären blick verfügen wir über ein
vielfältiges leistungsangebot, das wir
in 14 forschungsabteilungen und einem
service Center bündeln.
sie haben Fragen zu Kooperations-
möglichkeiten und wünschen weitere
informationen? unsere ansprechpartner
in deutschland, Österreich und singapur
helfen ihnen gerne weiter.
54 i h r e a n s p r e C h pa rt n e r
dr. Eva Klien
Standort Darmstadt +49 6151 155-412
geoinformationsmanagementEva Klien leitet die Abteilung »Geoinformations-
management«. Erfolgreiche Kommunikation
und effiziente Kooperation ermöglichen die
Forscher mithilfe neuer Technologien der
digitalen Geoinformationen. Die Abteilung
beschreitet dabei neue Wege zur umfassenden
Integration, Verwaltung und Visualisierung durch
3D-Geoinformationssysteme.
dr.-ing. Jörn Kohlhammer
Standort Darmstadt +49 6151 155-646
informationsvisualisierung und Visual analytics
Visual Analytics, Semantik-Visualisierung
und Echtzeit – das sind die Themen der
Abteilung »Informationsvisualisierung und
Visual Analytics«. Das Team um Leiter Jörn
Kohlhammer schafft Lösungen für die interaktive
Visualisierung großer Datenmengen, sogenannte
Visual-Analytics-Technologien.
Prof. dr.-ing. uwe Freiherr von Lukas
Standort Rostock +49 381 4024-100
maritime graphicsDie Abteilung »Maritime Graphics« erarbeitet
Lösungen für die maritime Wirtschaft. Schiff-
bau, Schiffsbetrieb und Meerestechnik/
Meeresforschung profitieren von den
zukunftsweisenden Entwicklungen. Unter der
Leitung von Uwe Freiherr von Lukas verbinden
die Forscher des Fraunhofer IGD fachliche
Kompetenz in (Unterwasser-)Bildverarbeitung
und Visualisierung mit der Kenntnis der beson-
deren Anforderungen und Randbedingungen
der maritimen Branche.
Prof. dr.-ing. Wolfgang müller-Wittig
Standort Singapur +65 6790 6988
interactive digital mediaGeleitet von Wolfgang Müller-Wittig, stärkt das
Forschungszentrum Fraunhofer IDM@NTU mit
seiner Expertise unter anderem in Echtzeit-Ren-
dering, Virtueller und Erweiterter Realität und
Mensch-Maschine-Interaktion nicht nur den
Markt »Interactive Digital Media«, sondern
liefert darüber hinaus auch Lösungen für die
anderen Sektoren wie Transport, Marketing und
Bildung. Durch die Präsenz in Singapur werden
wertvolle Kenntnisse über die regionalen Beson-
derheiten des asiatischen Markts gewonnen.
m. sc. inform. Pedro santos
Standort Darmstadt +49 6151 155-472
digitalisierung von KulturerbePedro Santos entwickelt mit seiner Abteilung
»Digitalisierung von Kulturerbe« schnelle wirt-
schaftliche Digitalisierverfahren für die originalge-
treue virtuelle Reproduktion realer Objekte. Dabei
sollen sowohl die Geometrie und Textur als auch
die physikalisch-optischen Materialeigenschaften
automatisiert vermessen und erfasst werden. Die
eingesetzten Rekonstruktionsverfahren scannen
Objekte mit verschiedensten optischen Sensoren
und Lichtquellen unter möglichst gleichen Umge-
bungsbedingungen für vergleichbar hohe Qualität.
Prof. dr.-ing. andré stork
Standort Darmstadt +49 6151 155-469
interaktive Engineering technologien
Unter Leitung von André Stork entstehen in der
Abteilung »Interaktive Engineering Technologien«
Lösungen, um Entscheidungsprozesse von
Ingenieuren zu vereinfachen. Dies erfolgt mittels
Technologien der Computergraphik: interaktive
Graphik und Simulation sowie Modeling Reality.
Anspruchsvolle Simulationsmethoden unter-
stützen durch interaktive Darstellungsformen
und ermöglichen einen Erkenntnisgewinn bei
komplexen Fragestellungen.
55i h r e a n s p r e C h pa rt n e r
Prof. dr.-ing. bodo urban
Standort Rostock +49 381 4024-100
interactive document EngineeringDie Abteilung »Interactive Document Engineering«
entwickelt Lösungen zur Visualisierung existenzieller
Daten, insbesondere für die Branchen Maschinen-
und Anlagenbau sowie Healthcare. Unter der
Leitung von Bodo Urban arbeiten die Forscherinnen
und Forscher an Technologien, die den Menschen in
vielen Bereichen seiner Arbeits-, Lern- und Lebens-
welt unterstützen, Informationen und Dokumente
bedarfs- und kontextbezogen bereitstellen und
intuitive Interaktionsmöglichkeiten bieten.
dr. Philipp urban
Standort Darmstadt +49 6151 155-250
3d-druck-technologienDie von Philipp Urban geführte Abteilung
»3D-Druck-Technologie« entwickelt Modelle,
Algorithmen und Software, um gedruckte
3D-Objekte der Vorlage zum Verwechseln ähn-
lich zu machen. Das Ziel ist ein 3D-Kopierer, der
Original und Vorlage kaum noch unterscheidbar
macht. Die Entwicklungen gehen dabei in
Richtung 3D-Druck mit mehreren Materialien.
dr.-ing. stefan Wesarg
Standort Darmstadt +49 6151 155-511
Visual healthcare technologiesNeue Softwarelösungen verändern die Medizin
und Medizintechnik. Bildgebende Verfahren
unterstützen die tägliche Arbeit von Ärzten und
haben einen festen Platz im Klinikalltag. Sie
helfen dem Klinikpersonal in Planung, Simulation
und Navigation operativer Eingriffe. Die Abtei-
lung »Visual Healthcare Technologies« unter der
Leitung von Stefan Wesarg entwickelt Lösungen,
damit Mediziner Bilddaten bei der Diagnose, in
der Therapieplanung und der intraoperativen
Navigation effektiv nutzen können.
mehr informationen zu der jeweiligen abteilung und deren projekten erhalten sie auf unserer Website
www.igd.fraunhofer.de/institut/abteilungen
56
Fraunhofer-institut für graphische datenverarbeitung igdFraunhoferstraße 5
64283 Darmstadt
Telefon +49 6151 155-0
Fax +49 6151 155-199
www.igd.fraunhofer.de
institutsleiter
Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner
Telefon +49 6151 155-100
stellvertretender institutsleiter
Dr.-Ing. Matthias Unbescheiden
Telefon +49 6151 155-155
direktionsbüro
Barbara Merten
Telefon +49 6151 155-101
standort rostoCKJoachim-Jungius-Straße 11
18059 Rostock
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Fax +49 381 4024-199
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standort graZFraunhofer Austria Research GmbH
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Fax +43 316 873-105410
offi [email protected]
www.fraunhofer.at
standort singaPurFraunhofer-Projektzentrum IDM@NTU
50 Nanyang Avenue
Singapur 639798, Singapur
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Fax +65 6792 8123
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i h r W e g Z u u n s
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Prof. Dr. techn. Dieter W. Fellner
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anschrift der redaktionFraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD
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Zveiger, S. 17 Black Jack, S. 20 everythingpossible, S. 22 violetkaipa,
S. 23 Maridav, S. 24 Alex, S. 50 stevanzz, S. 57 ty | IT- und Medien-
zentrum - Universität Rostock: S. 32, 49 | Thomas Mandt: S. 33, S. 34
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58 E d i t o r i a l
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