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Heute die Arbeitswelt von morgen simulieren

Chemnitzer Kompetenzzentrum „Virtual Humans“ präsentierte bei Besuch von Staatssekretär Stefan Brangs erstmals Spitzenforschung zur vollständigen Mensch-Digitalisierung

Digitale Menschmodelle sind heute ein wichtiges Werkzeug, um mit Veränderungen in der Arbeitswelt und dem demografischen Wandel umzugehen. So werden beispielsweise die Produktionsabläufe in einer neuen Fabrik wie Logistik, Arbeitsprozesse in der Produktion oder Maschinenbedienung heute bereits meist am Computer simuliert, bevor sie umgesetzt werden. Am Anfang stehen aber 100 gleichzeitig auslösende Kameras und moderne Computertechnik. Denn das sind die Grundzutaten für die Forscher und Forscherinnen des Kompetenzzentrums „Virtual Humans“ der Technischen Universität Chemnitz, mit denen sie ein digitales Menschmodell erstellen. Es ist Spitzenforschung zur Simulation realistischer Arbeitsprozesse: „Die TU Chemnitz leistet hier einen wichtigen Beitrag zur Stärkung ihrer Kernkompetenz Mensch und Technik im Allgemeinen sowie zur Erforschung der künftigen Interaktionen zwischen Menschen und Maschinen im Zuge der Digitalisierung und Industrie 4.0 im Speziellen“, betont der Rektor der TU Chemnitz, Prof. Dr. Gerd Strohmeier.  

Am 21. Juli 2017 informierte sich Staatssekretär Stefan Brangs vom Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA) sowie Beauftragter der Sächsischen Staatsregierung für Digitales über die hohe Leistungsfähigkeit der Chemnitzer Forschung zur Digitalisierung menschlicher Eigenschaften. Im Zuge eines Labor-Rundgangs zeigten ihm Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen der Professur Graphische Datenverarbeitung und Visualisierung die zentralen Schritte bei der Erstellung simulationsreifer Menschmodelle. Dazu gehören die 3D-Erfassung des Körpers mit einem Bodyscanner, die Aufnahme menschlicher Bewegungen per Motion Capturing und die Integration des Modells in eine Simulation. Die technische Ausstattung und wissenschaftliche Expertise des Kompetenzzentrums in Chemnitz erlauben es, dass in Sachsen erstmalig der gesamte Prozess von der Digitalisierung bis zur Simulation in der Anwendung gezeigt werden kann. „Die Forschung hier in Chemnitz zeigt, dass die Digitalisierung kein Schreckgespenst sein muss. Vielmehr kann Sie unseren Alltag in Zukunft an vielen Punkten erleichtern und uns dabei helfen, bis ins hohe Alter selbständig zu leben“, so Staatssekretär Stefan Brangs, Beauftragter der Staatsregierung für Digitales. „Es ist schön zu sehen, dass wir hier in Sachsen so hochqualifizierte Forscher haben, die die Vorteile der Digitalisierung zu nutzen wissen.“

Den Menschen realistisch simulieren

Das Kompetenzzentrum „Virtual Humans“ ist seit 2011 einer der Impulsgeber in der Kernkompetenz „Mensch und Technik“ der TU Chemnitz und bündelt fakultätsübergreifend die vorhandene Expertise zu digitalen Menschmodellen An dem Zentrum arbeiten Forscher und Forscherinnen stark vernetzt an interdisziplinären Themen: „Realitätsnahe digitale Abbilder von Personen sind Dreh- und Angelpunkt für viele praktische Anwendungen“, erläutert Prof. Dr. Guido Brunnett, Sprecher des Kompetenzzentrums. Beteiligt sind hier die Fakultäten für Informatik, Maschinenbau, Elektrotechnik und Informationstechnik sowie die Philosophische Fakultät. Die Anwendungen reichen von der Mensch-Maschine-Interaktion über die Simulation individueller Menschmodelle in der virtuellen Realität bis hin zu emotionssensitiven Assistenzsystemen, zum Beispiel zur Unterstützung von Fluglotsen. „Auch bei fortschreitender Digitalisierung und Technisierung wird der Mensch ein zentraler Faktor im technischen Fortschritt bleiben. Daher arbeiten wir daran, unsere digitalen Menschmodelle mit einer möglichst hohen Anzahl menschlicher Eigenschaften auszustatten“ sagt Brunnett. Hierdurch können sie z. B. effektiv zur Simulation menschlicher Tätigkeiten wie der Arbeit in verschiedenen Kontexten eingesetzt werden. „Mit digitalen Menschmodellen lassen sich ergonomisch optimal angepasste Arbeitsplätze gestalten“, so Brunnett weiter. So wurde im Projekt „The Smart Virtual Worker“ ein virtueller Arbeiter von Informatikern, Robotik-Experten, Arbeitswissenschaftlern und Medienpsychologen entwickelt. Anhand dieses Modells können interne Belastungsfaktoren wie Übermüdung, Motivation, Emotionen, aber auch externe wie Lärm, Lichtverhältnisse und klimatische Bedingungen untersucht und in der Modellierung berücksichtigt werden. Darüber hinaus lassen sich Simulationen einsetzen, um Arbeitnehmer und -nehmerinnen an neuen Arbeitsplätzen auszubilden und an neue Tätigkeiten heranzuführen.

Arbeitskollege Roboter

Ein weiteres Anwendungsgebiet digitaler Menschmodelle ist die Robotik, denn in Zukunft werden Menschen und Roboter eng zusammenarbeiten. Damit beide Hand in Hand arbeiten können, muss der Roboter die Menschen in seiner Umgebung sowie deren Bewegungen und Gesten erkennen können. „Wir sind bereits soweit, dass ein Roboter Gesten versteht, die für unsere menschliche Kommunikation grundlegend sind“, erläutert Brunnett und blickt schon weiter. Denn in Zukunft sollen Menschen mit Robotern ganz intuitiv kommunizieren können.

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

Matthias Fejes
21.07.2017

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