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Virtuosität für die Massen

Das Exzellenzcluster Ceti an der TU Dresden widmet sich dem intuitiven Miteinander von Mensch und Maschine. Foto: CeTI_Technisches-Design TU-Dresden.

Das Exzellenzcluster Ceti an der TU Dresden widmet sich dem intuitiven Miteinander von Mensch und Maschine. Foto: CeTI_Technisches-Design TU-Dresden.

Exzellenzforscher im Ceti Dresden arbeiten daran, außergewöhnliche Fähigkeiten per „Copy & Past“ weltweit zu verteilen

Dresden, 12. Dezember 2018. Wie gut wäre es doch, wenn sich Musiker die Virtuosität eines Paganini, Nachwuchsschmiede die magischen Fertigkeiten eines Seppo Ilmarinen wie im Schlafe aneignen könnten. Wenn sie es nicht nur lesen oder sehen, sondern sogar erfühlen könnten, wie der längst entfleuchte Meister ihrer Zunft seine Werke schuf? Eben dies haben die Wissenschaftler des neuen Dresdner Exzellenzzentrums „Centre for Tactile internet with Human-in-the-Loop“ (Ceti) vor. Dabei denkt Ceti-Leiter Frank Fitzek allerdings mehr noch an lebende Meister, die ihr Wissen intuitiv an Eleven in aller Welt weitergeben sollen: „So, wie das Internet nahezu alles Wissen allen zugänglich gemacht, also das Wissen demokratisiert hat, wollen wir die Fähigkeiten demokratisieren“, erklärte der Elektrotechnik- und Mobilfunk-Professor der TU Dresden bei einer Präsentation der Uni-Tochter „GWT“.

Prof. Frank Fitzek will im Ceti-Exzellenzentrum mit moderner Roboter- Sensor- und Aktuator-Technologien eine "Demokratisierung der Fähigkeiten" vorantreiben. Foto: Heiko Weckbrodt

Prof. Frank Fitzek will im Ceti-Exzellenzentrum mit moderner Roboter- Sensor- und Aktuator-Technologien eine “Demokratisierung der Fähigkeiten” vorantreiben. Foto: Heiko Weckbrodt

“Internet of Skills” soll Fertigkeiten wie heutige Youtube-Selbsthilfe-Videos verteilen

Fitzeks Vision ist ein neues „Internet of Skills“ (IoS), ein Internet der Fertigkeiten: Heute mögen sich Hausmänner noch Youtube-Videos anschauen, um neue Backrezepte zu lernen oder ausländische Sprachschüler Goethe-Lernkurse am Computer inhalieren, um Deutsch zu lernen. Künftig soll dies insbesondere für händische Fertigkeiten noch viel intuitiver möglich sein: Der Klavierschüler der Zukunft beispielsweise zieht sich digitale Jacke, Hose, Handschuhe und Treter über, verbindet sich mit dem Netz – und fühlt plötzlich die Kraft und Erfahrung eines Rachmaninow in sich. Möglich machen dies kleine kraftübertragende Aktuatoren, biegsame Steuerelektronik und Sensoren, die direkt in die Handschuhe eingewebt sind. Sie biegen, dehnen und führen nun die Finger des Eleven, bis dem Klavierschüler die Abfolgen in Fleisch und Blut übergegangen sind. Gesteuert werden die intelligenten Handschuhe wiederum von einem Computermodell gesteuert, das zuvor ein Star-Pianist mit einer ganz ähnlichen digitalen Kleidung angelernt hat – indem er gespielt und gespielt hat, bis die Maschine „verstanden“ hat.

Mit digital aufgewerteten Kleidungen sollen Sportler künftig von den Besten lernen - indem sie deren Bewegungen fühlen statt sie nur zu sehen, so die Vision der Ceti-Forscher. Foto: INDUSTRIAL DESIGN ENGINEERING Jens Krzywinski

Mit digital aufgewerteten Kleidungen sollen Sportler künftig von den Besten lernen – indem sie deren Bewegungen fühlen statt sie nur zu sehen, so die Vision der Ceti-Forscher. Foto: INDUSTRIAL DESIGN ENGINEERING Jens Krzywinski

Und genauso könnten mit solcher einer Mensch-Maschine-Mensch-Technologie auch grandiose Handballer, Bergsteiger, Tänzer, Feinmechaniker oder Bäcker ihre besonderen Fähigkeiten weitergeben.

Sachsens Wirtschaftsminister Martin Dulig (SPD, links) und Ministerpräsident Michael Kretschmer (CDU, rechts) erproben in der VW-Manufaktur Dresden die Wandelbots-Sensorjacken, um einen Kuka-Industrieroboter anzulernen. Foto: Oliver Killig, VW

Sachsens Wirtschaftsminister Martin Dulig (SPD, links) und Ministerpräsident Michael Kretschmer (CDU, rechts) erproben in der VW-Manufaktur Dresden die Wandelbots-Sensorjacken, um einen Kuka-Industrieroboter anzulernen. Foto: Oliver Killig, VW

Wandelbots Dresden machts vor

Das klingt nach ferner Science Fiction. Die Grundsteine dafür sind aber längst gelegt: Das Dresdner Jungunternehmen „Wandelbots“ zum Beispiel hat inzwischen Sensor-Jacken entwickelt, mit denen inzwischen menschliche Mitarbeiter bei Volkswagen und anderen Anwendern ihren Industrierobotern schnell neue Arbeitsabläufe beibringen – indem sie ihnen die Bewegungen vormachen. Bisher habe solch eine Roboter-Umschulung oft Monate gedauert und viel Geld gekostet – mit den Wandelbots-Jacken lasse sich das binnen Minuten und gleich vor Ort machen, berichtete Prof. Fitzek.

Erste Ausführung eines multimodalen eGloves: Maßgeschneidertes Musikinstrument mit integrierter Sensorik zur Gestenerkennung und drahtlos angekoppeltem Tonwiedergabesystem sowie integrierter Leuchtfunktion für visuelles Feed-Back. Foto: ITM/TU Dresden

Erste Ausführung eines multimodalen eGloves: Maßgeschneidertes Musikinstrument mit integrierter Sensorik zur Gestenerkennung und drahtlos angekoppeltem Tonwiedergabesystem sowie integrierter Leuchtfunktion für visuelles Feed-Back. Foto: ITM/TU Dresden

Roboterfabriken künftig in Görlitz statt China?

Auch diesen industriellen Technologiepfad will das interdisziplinäre Wissenschaftlerkollektiv im Ceti weiterverfolgen und erhofft sich davon eine kleine wirtschaftliche Revolution: Dadurch würden preiswerte und schnell umrüstbare Roboterfabriken möglich, die sich auch der Mittelständler in Sachsen leisten kann, so die Idee. „Dafür reichen 5000-Euro-Roboter. Und die müssen dann nicht mehr in China stehen, sondern genauso gut in Görlitz“, sagt Fitzek. Insofern könnte die Ceti-Technologie auch helfen, Produktion und Industriejobs von Fernost wieder zurück nach Deutschland zu holen.

Auch die US-Weltraumbehörde NASA hat Exoskelette entwickeln zu lassen, um zu testen, ob sich damit die Kraft von Astronauten verstärken lässt. Foto: NASA

Auch die US-Weltraumbehörde NASA hat Exoskelette entwickeln zu lassen, um zu testen, ob sich damit die Kraft von Astronauten verstärken lässt. Foto: NASA

Latenzzeiten, Aktuator-Schwächen und andere Probleme auf der Agenda

Freilich sind noch viele Probleme zu lösen, bis sich Experten, Maschinen, Roboter und Lernende zu einem „taktilen“, also erfühlbaren Internet zusammenschließen können: Die Reaktionszeiten zwischen Mensch und Roboterreaktion zum Beispiel müssen die Kommunikationstechniker unter eine Millisekunde drücken, um unangenehme Verzögerungen bei der Arbeit zu vermeiden. Auch gibt es für Jacken und Handschuhe bisher nur sperrige Aktuatoren, die zudem recht langsam und wenig kraftvoll „zupacken“ können. Und die stärkeren Exoskelette, mit denen zum Beispiel das US-Militär und die Nasa experimentieren, sind weder bequem noch preiswert. Währenddessen tüfteln die Elektroniker und Textilforscher an der TU Dresden an der Aufgabe, biegsame Chips organisch in Klamotten einzuweben. Auch Psychologen, Mediziner und viele andere Spezialisten sind im Ceti vertreten – insgesamt 25 Professoren sowie etwa 76 Doktoranden und weiter Nachwuchswissenschaftler.

Nachwuchs-Rekrutierung mit dem Roboter-Truck

Und weil das Ceti-Projekt auf mindestens sieben Jahre (2019 bis 2025) angelegt ist, denkt das Team auch schon an die Forscherkollegen von übermorgen: „Wir werden einen speziellen Truck einrichten, mit dem wir zu den Schulen fahren“, kündigte Prof. Fitzek an. Mit coolen Robotern und mit dem Mensch im Mittelpunkt all dieser Nerd-Technologie könne es womöglich gelingen, Mädchen wie Jungen für natuwissenschaftlich-technische Bildungskarrieren zu begeistern – bis hin zum Ceti.

Autor: Heiko Weckbrodt