Zusätzliche Technologien

Die Technologie der „SmartGloves“ („Schlauer Handschuh“) beschreibt die Möglichkeit, unsere physischen Fähigkeit mit der Hand zu arbeiten, direkt mit der Digitalen Welt zu verbinden. Dies kann von Beschichtungen über RFID-Kommunikation bis hin zu feinster Sensorik, eingearbeitet in das Gewebe eines Handschuhs sein. Die Bewegung mit dem Handschuh kann über Sensorik virtuell abgebildet werden. In einem weiteren Schritt kann an einem virtuellen Gegenstand mit natürlichen Gesten gearbeitet werden.

Die vom Handschuh gesammelten Daten können gespeichert und analysiert werden. Dadurch lassen sich Arbeitsschritte protokollieren und kontrollieren. Wird zum Beispiel durch den Träger des Handschuhs zu viel Druck ausgeübt, kann der Handschuh Rückmeldung darüber geben und rechtzeitig warnen.

Möglich ist es aber auch, dass der Handschuh mit einem „Endeffektor“ (Greifer) verbunden ist und an einem anderen Ort, die mit der Hand gemachte Bewegung, wiederholt wird. 

Anwendung finden derartige Handschuhe im alltäglichen Leben noch selten.

Als Wearable gibt es eine industrielle Implikation von „Workaround“. Hier geht es um das industrielle Monitoring. 

Eine weitere Anwendung ist, dass der Handschuh Protokoll über die mit ihm gemachte Tätigkeit führt. Gerade im Medizinisch-Chirurgischen Bereich und in der Chemie Branche kann dies viel Bürokratieaufwand ersetzen.

Die Technologie ist in vielen Bereichen noch kaum erprobt aber hat ein großes Potential ein „Gamechanger“ in vielen Bereichen zu werden. Allerdings ist es schwer zu sagen, welche technischen Anforderungen an ein solches Wearable zukünftig gestellt werden.

Die Technologie steckt also noch in den Kinderschuhen und wird in einzelnen Pilotprojekten getestet. 

Erschwert wird der Einsatz der Smartgloves durch das möglicherweise umständliche Anziehen der Handschuhe selbst. Da die feine Sensorik sehr fragil und anfällig ist kann es zu einem großen Verschleiß bzw. Ausfällen kommen. Große Konkurrenz für diese Technologie ist auch die Gestensteuerung via optischer Erkennung. Allerdings kann dies auch einen Vorteil der Smart Gloves sein, da diese sich auch einfach abgelegt werden können und nicht ständig aktiv sind wie ein Kamera System.  

Gestensteuerung und Gestenerkennung sind Systeme, welche Bewegungen, Mimik oder das Blickfeld von Menschen erkennen und gewissen Steuerungsvorgaben zuordnen können. Aufgenommen wird der Steuerungsimpuls des Menschen über Kamerasysteme, welche mit einer Mustererkennungssoftware ausgestattet sind. Diese Software vergleicht markante Punkte, wie Mundwinkel oder Augenbrauen, und ordnet sie dann z.B. Emotionen und Steuerimpulse zu. Auch über Berührung und Wischen von Touch-Oberflächen oder Bewegungsimpulse können Gesten interpretiert werden.

Für die Touch- und Bewegungserkennung sind prominente Beispiele das Smartphone oder die Wii-Konsole.

Die „Mimik-Erkennung“ ist z.B. in vielen Smartphones integriert, welche einen Selbstauslöser haben, wenn Personen in die Kamera lächeln. Sogar das Mundspülungsunternehmen Listerine hat alleine als Werbegag eine App entwickelt, welche blinde Menschen informiert, wenn Sie angelächelt werden.

Ein anderes prominentes Beispiel ist Steven Hawkins Computer, welchen der Physiker alleine über seine Pupillenbewegung ansteuert. 

Auch in der Sicherheits- und Überwachungstechnik werden häufig Systeme verwendet, die im Zusammenhang mit Parametern wie Blinzelrate, Pupillengröße und Wärmebildern sehr genaue Rückschlüsse auf die innere Verfassung von Personen zu lassen.  Moderne Autos nutzen diese Technologie um vor Müdigkeit zu warnen. In Casinos, Banken, Bahnhöfen oder Flughäfen werden diese Erkennungssysteme eingesetzt.

Der erfolgreiche Einsatz von Gestensteuerung wird sich weiter entwickeln, denn die Technologie hat ein großes Potential. Durch verbesserte Sensorik, aber auch durch Künstlicher Intelligenz und Big Data bieten sich hier viele Möglichkeiten.

Der neueste Computer von Steven Hawkins errät teilweise schon die Wörter, anhand einer Kombination verschiedener Parameter.  

Unter Sprachsteuerung versteht man die Möglichkeit nicht mit Maus und Tastatur, sondern einzig und alleine durch die Sprache Prozesse steuern zu können. Um ein solches System zu realisieren bedarf es einem Modul, welches Sprache aufnehmen und interpretieren kann.

Hierzu wird der gesprochene Text in seine Bestandteile zerlegt und nach Mustern untersucht. Anhand von Schlüsselworten kann eine Software dann einen logischen Zusammenhang der Worte untereinander feststellen und bietet dann ermittelte Lösungsoptionen an. 

Siri (Apple), Watson (IBM), Alexa (Amazon) und Jarvis (Facebook/ Ironman) sind die prominentesten Sprachsteuerungen. Ob im Smartphone, im Autonavigationsgerät oder im Smarthome überall hier findet Sprachsteuerung statt. In den meisten Fällen reagieren die Assistenzsysteme auf ein Schlüsselwort wie ihren Namen.

Durch AI und Deep Learning werden sich zunehmend Bereiche erschließen. 

Die Bedienung wird durch das Nutzen der Sprache noch intuitiver. Bedenken kann man beim Datenschutz haben. 

Persönliche Assistenzroboter sind mechatronische Systeme, welche unterstützend in den menschlichen Alltag integriert sind. Durch die Möglichkeit der „sozialen“ Interaktion, grenzen Sie sich von Industrierobotern ab. Es handelt sich um gekoppelte Systeme, welche einfache und alltägliche Aufgaben übernehmen können wie Greifen, Fahren, Heben, Kommunizieren.  Für eine Interaktion mit der Umwelt sorgen zahlreiche Schnittstellen und Sensoren, welche auf den jeweiligen Tätigkeitsbereich abgestimmt werden. Diese Schnittstellen ermöglichen sowohl die Kommunikation der Systeme untereinander, als auch die Kommunikation mit Menschen und der analogen Umwelt.

Besonders große Bedeutung kommt den Robotern in der Pflege und im Dienstleistungssektor zu. Einsatz finden Assistenzroboter z.B. als Rasenmäher oder als Staubsauger.

In der Pflege können sie logistische Hürden überbrücken wie Getränke oder das Handtuch reichen- dies können die Roboter „Marvin“ oder „FRIEND“. Am Flughafen können Dienstleistungsroboter den Check-Inn erleichtern und das Gepäck transportieren, wie es „Leo“ am Genfer Flughafen macht. Oder man wird von einem Roboter zum richtigen Regal im Technik Markt Conrad geführt. 

Assistenzroboter sind noch selten in der Breite anzutreffen. Einzelne Pilotprojekte und Branchen pilotieren erfolgreiche Projekte.

Smart Walkie Talkies verbinden die Technologien von Smartphone und Walkie Talkies. Man kann über das Smartphone bzw. eine App verschiedene “Kontakte“ auswählen, mit welchen man dann über Funk kommunizieren kann. Dies kann in Gelände mit schlechtem Mobilen Netz, wie Wäldern, Bergen oder in Gebäuden nützlich sein. Smart Walkie Talkies sind entweder in ein Smartphone integriert wie es der Hersteller SmartWalkieTalkie anbietet, oder als Zusatz zu schon bestehenden Endgeräten erhältlich. 

Anwendung finden Smart Walkie Talkies zum Beispiel bei der Bergrettung oder in der Schifffahrt.

Sowohl als Kommunikationsgarant in Netzschwachen Regionen, als auch um die eigene Produktivität zu steigern in dem man seine Kommunikation auf das wesentliches beschränkt, kann man Smart Walkie Talkies einsetzen.

Aufgrund der großen Verbreitung beider Technologien muss nur ein Syntheseprozess stattfinden und klären, in welcher Ausprägung und in welchen Branchen die Verbindung beider Technologien Sinn macht.

Ein Gesture Control Armband liest mit Hilfe der sogenannten Elektromyografie elektrische Ströme aus, welche bei Muskelkontraktionen fliesen. Das Armband wird dazu am oberen Teil des Unterarms knapp unter dem Ellenbogen getragen. Da hier die Muskeln der gesamten Hand zusammenlaufen kann das Band jede Kontraktion aufnehmen. Aus den jeweiligen Kombinationen der angespannten Muskeln kann das Band Rückschlüsse ziehen, welche Bewegung die Hand oder der Arm im Moment macht. Über diese „passive“ Möglichkeit die Gestik der Hand zu erfassen kann man dann Steuerungsaufgaben den jeweiligen Bewegungen zuordnen.

Während einer Präsentation kann der Vortragende intuitiv seine Folien bewegen, vergrößern oder indem er mit dem Zeigefinger über gewisse Bereiche an der Leinwand deutet zum Beispiel Wörter unterstreichen etc.

Andere Steuerungsmöglichkeiten, wie die intuitive Steuerung einer Drohne durch den Raum sind auch möglich. Hebt man seinen Arm so steigt die Drohne, ballt man seine Faust oder bewegt seine Hand nach rechts, so hält die Drohne Beispielsweise an oder fliegt nach rechts.

Es gibt schon Anwendungen und Konsumprodukte im Spielzeugbereich sowie für Schulungs- und Vortragszwecke. Gemessen am Potential steht die Technologie noch am Markteinstiegt.

Besonders attraktiv macht das Gesture Control Armband, dass es intuitiv zu handhaben ist und dabei keinerlei komplizierter Infrastruktur bedarf. Es kann leicht angezogen und unauffällig unter einem Hemd getragen werden.

Anfällig könnte die Technologie für Akku Ausfälle etc. sein. Außerdem muss jederzeit ein sehr guter Kontakt zwischen Armband und Haut gewährleistet sein. 

Der Begriff „Exoskelett“ bezeichnet eine Apparatur oder einen Anzug, welcher von Menschen getragen werden kann und beim verrichten verschiedenster Tätigkeiten hilft. Ein Exoskelett bildet so wie der Name schon sagt eine Art Skelett von außen. Oft werden die Arme und Beine über Stützstrukturen verstärkt, sodass sich z.B. schwere Lasten tragen lassen. Über Elektromotoren, Hydraulik- und Pneumatik Kolben kann dem Menschen zusätzliche Kraft verliehen werden. Dies unterscheidet Exoskelette von Robotern. Als Exoskelette werden also jene Systeme bezeichnet, welche den Menschen bei körperlicher Arbeit unterstützen und getragen werden. 

In der Logistik oder in der Fertigung kommen Exoskelette zunehmend in Pilotprojekten zum Einsatz. Das Fraunhofer Institut entwickelt beispielsweise Anzüge, welche beim tragen schwerer Lasten unterstützen. Auch die Firma German Bionics entwickelt solche Systeme.

Anwendung finden Exoskelette auch im medizinischen Bereich. Bekanntes Beispiel ist ein querschnittsgelähmte Junge, der 2014 die Fußball Weltmeisterschaft mit Hilfe eines Exoskeletts symbolisch eröffnet hat indem er den ersten Ball spielte.

Der Rüstungskonzern Lockheed Martin entwickelt mit seinem Anzug Talos ein Exoskelett, dass Soldaten im Kampfeinsatz unterstützen soll. Aber auch die Feuerwehr und der Katastrophenschutz profitieren von der Entwicklung. 

Aufgrund der noch sehr hohen Kosten sind Exoskelette noch nicht weit verbreitet.