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Adams und Evas Aufbruch in die virtuelle Welt

Interdisziplinäres Kompetenzzentrum "Virtual Humans" der TU Chemnitz entwickelt realitätsnahe Menschmodelle für verschiedene Szenarien von der Sportsimulation bis zum Modedesign

  • TU-Studentin Eva Zurbrügg hat sich dem Kompetenzzentrum "Virtual Humans" für einen Körperscan zur Verfügung gestellt. Ihr virtuelles Abbild wird derzeit von Liang Zhang von der Professur Graphische Datenverarbeitung und Visualisierung zum Leben erweckt. Die im Kompetenzzentrum entwickelten digitalen Menschmodelle können einmal zum Einsatz kommen in der Sportsimulation, Medizin und Unterhaltung. Foto: Wolfgang Thieme

Informatiker, Arbeitswissenschaftler, Robotik-Experten und Medienwissenschaftler der Technischen Universität Chemnitz entwickeln im Kompetenzzentrum "Virtual Humans" neue digitale Menschmodelle für unterschiedliche Anwendungen. Dreh- und Angelpunkt dabei ist die Erzeugung eines realitätsnahen digitalen Abbilds von Personen. "Für unsere Forschungsarbeiten haben wir deshalb nach geeigneten Gesichtern unserer Universität gesucht - und haben sie auch gefunden", sagt Prof. Dr. Guido Brunnett, Inhaber der Professur Graphische Datenverarbeitung und Visualisierung. "Eine Studentin und ein Student wurden mit einem Körperscanner digital vermessen, aus den Daten entsteht nach und nach ein Mesh - also eine virtuelle Körperhülle in Form eines feinmaschigen Polygonnetzes", erklärt Brunnett. In jede dieser Hüllen werde ein kinematisches Skelett eingepasst. Erst dann sei es möglich, die virtuellen Menschmodelle zu generieren und anschließend zu animieren.

Das erste Modell, das derzeit in den Computerwelten des Kompetenzzentrum "Virtual Humans" zum Leben erweckt wird, ist Eva. Sie ist ein Abbild von Eva Zurbrügg, die an der TU Chemnitz Medienkommunikation studiert. Die 22-Jährige hat ihren Körperscan sehr gern zur Verfügung gestellt, der mittlerweile schon animiert wurde und weiter optimiert wird. Sie ist nun gespannt, was damit alles passiert. "Es ist schon ein merkwürdiges Gefühl, wenn man im Computerlabor seinem virtuellen Abbild begegnet und mit ihm interagieren kann", sagt die Studentin. Und auch Adam ist bereits ausgewählt. Die Körperdaten des 24-jährigen Maschinenbaustudenten, der im wahren Leben Tim Uhlmann heißt, warten noch auf ihre Weiterverarbeitung.

"Unsere Forscher nutzen künftig die realitätsnahen Modelle für den Einsatz in verschiedenen Anwendungsprojekten unter anderem in der Sportsimulation, Medizin und Unterhaltung", erläutert Dr. Susann Zschernitz, Koordinatorin des Kompetenzzentrums. Beispielsweise könne mit deren Hilfe die Bewegungs- und Kräfteanalyse für Leistungssportler optimiert werden. "Auch der Einsatz virtueller Menschmodelle als Trainingspartner ist möglich", ergänzt Zschernitz. Digitale Menschmodelle kämen an der TU Chemnitz bereits für die Planung und ergonomische Bewertung von Arbeitsplätzen und Arbeitsabläufen zum Einsatz. "Und auch die Modewelt setzt auf Virtualität, wenn es zum Beispiel um Kleidermaßanfertigung, Passformtest und Schnittmustergenerierung geht", sagt die Koordinatorin. Auch hier könnten die Chemnitzer künftig ihr Know-how einbringen.

Um noch realitätsnaher zu sein, entwickeln die Chemnitzer Wissenschaftler gegenwärtig einen Bewegungsgenerator, der es sogar erlaubt, den virtuellen Charakter der Menschmodelle zu steuern. Dies gelingt beispielsweise über sprachlich formulierte Anweisungen wie "Geh zum Tisch!" oder "Setz dich hin!". Auch die Eingabe von Bewegungen über eine Gliederpuppe ist möglich. "Virtuelle Menschmodelle mit realitätsnahem visuellem Erscheinungsbild, die auch emotionale Reaktionen vermitteln können, bieten zudem ein enormes Potenzial - zum Beispiel auch für psychologische und soziologische Studien", sagt Brunnett. Auch in der computergestützten Chirurgie werden weltweit, so der Informatikprofessor, bereits erste digitale Modelle von Körperteilen zur Simulation von Operationen eingesetzt. Aufgrund des hohen Stellenwertes der Medizin in unserer Gesellschaft sei es deshalb absehbar, dass die Anstrengungen zunehmen, um die Anatomie des Menschen möglichst vollständig digital zu erfassen.

Mit diesen vielschichtigen Forschungsarbeiten wird eines der drei Forschungsschwerpunktfelder der Chemnitzer Universität - nämlich "Human Factors in Technologies" - weiter ausgestaltet. Dabei bestehen besondere Synergien zwischen dem Kompetenzzentrum und dem DFG-Graduiertenkolleg "Crossworlds", das von der Fakultät für Informatik und von der Philosophischen Fakultät eingerichtet wurde. "Crossworlds" erforscht die Kopplung realer und virtueller sozialer Welten und verwendet virtuelle Menschmodelle insbesondere als "Avatare" (Stellvertreter) realer Personen. "Neben der Beantragung größere Forschungsprojekte sehen wir die Ziele des Kompetenzzentrums in der Gestaltung eines international sichtbaren Ausbildungsprogramms und der Förderung des Wissens- und Technologietransfers für die Unternehmen der Region", sagt Brunnett.

Adam und Eva sollen übrigens künftig auch als "virtuelle Gesichter ihrer Universität" in verschiedenen Anwendungen auftauchen. Zum Beispiel als Gästeführer bei virtuellen Touren durch die TU oder durch die Stadt Chemnitz. "So wollen wir beide Menschmodelle in die Simulation der Chemnitzer Innenstadt integrieren", fügt Brunnett hinzu.

Weitere Informationen erteilt Prof. Dr. Guido Brunnett, Sprecher des Kompetenzzentrums "Virtual Humans", Telefon 0371 531-31533, E-Mail guido.brunnett@informatik.tu-chemnitz.de.

Mario Steinebach
17.07.2013

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