Alles ist miteinander verbunden. Schlaue Systeme sorgen dafür, dass Informationen jederzeit und überall zugänglich ist: Geld in Italien abheben, Chatten mit einem Studiumsfreund in Brazilien, Filme und Musik aus dem Internet downloaden. Dabei wird das Arbeiten und Bedienen dieser Systeme immer einfacher.

Als Informatiker entwickelst du diese schlauen Systeme für z.B. die finanzielle Welt, den Transportsektor, Telefonprovider oder die medizinische Welt. Aber wir arbeiten auch an Dingen, die dir in deinem eigenen Alltag begegnen. Navigationssysteme, mobiele Telefone mit immer mehr Möglichkeiten, oder das Entwickeln einer drahtlosen Fernbedienung für sämtliche Apparatur im Haus. Als Informatiker sorgst du für die Entwicklung, denst über Vor- und Nachteile und sichere Lösungen nach.

Vier aktuelle Anwendungen woran Technische Informatik Forscher arbeiten:

Schlaue Navigation noch schlauer machen

TomTom und andere Satellitennavigationssysteme haben den Markt erobert und sitzen mittlerweile in beinah allen modernen Autos. Neben der Tatsache, dass sie den Weg weisen können sie auch mitteilen wo Staus sind und welche alternativen Routen du einschlagen kannst. Trotz allem sind er noch Einschränkungen im System.

Hackern den Zugang verweigern

Wie sorgen wir dafür, dass bestimmte Menschen Zugang zu einem bestimmten Teil der Database bekommen? Zolange Festplatten nicht in die falschen Hände geraten oder Server gehackt worden, sind die heutigen Sicherheitsmaßnahmen wirksam.

Sensoren in Büros

Ein Netzwerk an Sensoren in einem Büro. Lichtintensität, Luftfeuchtigkeit und Temperatur werden überall gemessen, aber auch das Erkennen und Lokalisieren von Menschen ist möglich. Solange ein solches Sensorennetzwerk nur für Notfälle benutzt wird ist alles im Rahmen.

Mein Handy erkennt mich

Die ersten Handys mit Gesichtserkennung sind schon da, genauso wie Software und die dazugehörige Kamera für deinen PC oder Laptop. Aber die Möglichkeiten dieser Produkte sind noch stets sehr beschränkt.

Die Retter von morgen

Intelligente Sensortechnik der Universität Twente revolutioniert Katastrophenhilfe

Immer wieder hören wir von großen Bränden, Erdbeben und Überflutungen. Immer wieder sterben Menschen, werden Lebensräume vernichtet und unermessliche ökonomische Schäden angerichtet – und immer wieder müssen auch Feuerwehrleute und Katastrophenhelfer beim Kampf gegen Katastrophen ihr Leben aufs Spiel setzten.

Die alljährlichen Brände in Kalifornien und Australien sind nur zwei erschreckende Beispiele für die gelegentliche Machtlosigkeit des Menschen. Aber auch im kleineren Maßstab gibt es keine Möglichkeit, das Ausmaß eines Brandes zu erkennen und darauf entsprechend zu reagieren, wie zum Beispiel beim Brand der Feuerwerksfabrik in Enschede, der vor zehn Jahren Menschenleben kostete und die gesamte Bevölkerung schockierte.

„Wie können wir Katastrophenhelfer und Feuerwehr dabei unterstützen, Feuer effizient zu bekämpfen und die Gefahren und Verluste zu minimieren?” Dies war die zentrale Frage, die sich die Universität Twente zusammen mit verschiedenen europäischen Partnern stellte.

Die Gefahr eines großen Brandes liegt vor allem in der Unübersichtlichkeit. Aufgrund mangelnder Informationen über Brandherde und Ausbreitung kommt es zu Fehleinschätzungen und Verlusten.

Die Universität Twente hat daraufhin ein neuartiges System entwickelt, das genaue Informationen liefert, um diese Fehleinschätzungen zu vermeiden.

Autonom fliegende Helikopter sollen zukünftig für die Aufklärung vor Ort sorgen, ohne dabei Helfer in Gefahr zu bringen. Möglich wird das durch den Gebrauch neuster Technologie. Spezielle Kameras, kleine Sensoren mit Radioverbindung im und am Helikopter sowie Sensoren, die in den Katastrophengebieten verstreut werden, liefern genaue Informationen. Die Sensoren erfassen Temperatur, Gaskonzentration, Brandherd und Ausbreitung, senden ihre Messungen erst an einander, ziehen Schlussfolgerungen aus den verschiedenen Messungen und übermitteln ihre Erkenntnisse dann direkt in die Zentrale.

Gate Projekt: Informatik und Spiele

Im Jahre 2006 genehmigte das Nieder­ländische Wirtschaftsministerium ein grosses Forschungsprojekt (10 mio Euro) über Spielentwurf, Spielforschung und Spieltechnologie. Dieses sogenannte GATE-Projekt (Game Research for Trai­ning and Entertainment) wurde von der Universität Utrecht initiert. Auch die Universitäten von Twente und Delft sind an diesem Projekt beteiligt.

Die Forschungsgruppe Human Media Interaction (HMI) soll dazu einen Bei­trag leisten mit der Forschung über das motorische und kognitive Verhalten von virtuellen (künstlichen) Teilnehmern in der Spielumgebung. In der traditionellen Spielumgebung unterscheidet man zwei Teilnehmer. Zum einen die Hauptfigur, mit der sich der (richtige) Spieler iden­tifiziert. Dann gibt es Nebenfiguren mit der sich andere Mitspieler identifizieren können, oder Figuren die dazu dienen die Spielumgebung interessanter und menschlicher zu gestalten, die aber nicht unbedingt einen grossen Einfluss auf das Spiel haben.

Diese verschiedene Typen von Spielteil­nehmern sollen modelliert werden. Die HMI Forschung zielt darauf, Spiel­teilnehmer zu entwickeln, die im Stande sind den Benutzer, die Spielumgebung, den Spielablauf und die anderen Teilneh­mer zu verstehen. Ein solches Verstehen ermöglicht es Spielumgebungen zu erzeugen bei denen die Spielteilnehmer ein selbständiges Verhalten an den Tag legen. Abhängig von dem Verstehen der Ereignisse und der Handlung des menschlichen Spielers können die Spiel­teilnehmer passende Entscheidungen fällen und zielgerichtete Aktionen un­ternehmen, und so mit anderen Teilneh­mern der Spielumgebung zusammen­spielen. Direkte und mittelbare Hand­lungen setzen ein passendes Verhalten und eine entsprechende Animation der Spielteilnehmer voraus. Eine der grossen Herausforderungen der HMI Forschung an diesem Projekt ist es das Verbin­dungsstück zwischen dem kognitiven Model und der motorischen Bewegung der Spielteilnehmer zu entwickeln.

Natürlich wird man in der nächsten Zukunft diese Herausforderung nicht gänzlich erfüllen können. Dazu müsste man alle offenen Probleme der künstlichen Intelligenz lösen. Trotzdem kann der Versuch, Fortschritte in diesem speziellen Kontext zu erreichen, zu Ergebnissen führen, die es ermöglichen Spielumgebungen interessanter und anregender zu gestalten.

Die Ergebnisse dieser Forschung sind nicht nur wichtig für Unterhaltungs­spiele. Sie können auch genutzt werden für seriöse Trainings-und Simulations­spiele und für jede Anwendung bei der menschenähnliche Intelligenz and men­schenähnliches Verhalten gefragt ist. Dazu haben wir uns zunächst darauf be­schränkt, die Forschungsergebnisse über das motorische Verhalten des Spielteil­nehmers aufzuzeigen an Hand der Ent­wicklung eines virtuellen Menschen der die Rolle eines Finesstrainers übernimmt. Dieser Fitnesstrainer besitzt ein men­schenähnliches Aussehen, das auf einem Bildschirm wiedergegeben werden kann, und er überwacht die Bewegungen einer Person bei Fitnessübungen. Dies wird mit Hilfe von ‚computer vision’ Techniken re­alisiert. Der Sportler wird nicht nur durch den Trainer beobachtet sondern dieser korrigiert auch seine Bewegungen, und macht bestimmte Übungen vor oder ani­miert den Sportler zu gemeinsamen und koordinierten Aktivitäten. Speziell die Forschung über gemeinsame und koor­dinierte Aktivitäten wird dazu beitragen das Zusammenspiel der Spielteilnehmer in der Spielumgebung zu modellieren.

Wir erwarten, dass unsere Forschung zusammen mit der Forschung unserer Partner zur Entwicklung und Implemen­tierung einer speziellen Spielumgebung führen wird die zusammen mit speziel­len Aktionsveranstaltungen unsere For­schungsergebnisse unter Beweis stellen werden.

Über diese GATE Spiel Forschung hinausarbeitet man bei HMI an einem geförderten PhD Forschungsprojekt über virtuelles Geschichtenerzählen (game narratives) und Gedankenge­steuerte Spiele. Diese Aktivitäten in der Spielforschung spiegeln sich auch wieder in den Mastervorlesungen und Masterprojekten. Es wird niemanden überraschen, dass Masterstudenten ein gross es Interesse zeigen an diesem Forschungsgebiet und gute Chancen haben in dieser Forschungsrichtung an einem PhD Projekt arbeiten zu können.

Weitere Informationen über HMI Spiel-und Unterhaltungsprojekte sind zu erfragen bei:

Anton Nijholt (anijholt@cs.utwente.nl). Besuchen Sie auch die HMI homepage (http://hmi.cs.utwente.nl/), auf der Sie verschiedene Demonstrationsbeispiele von Forschungsaktivitäten in der Unter­haltung finden können.