Die Welt wird einfacher im World Wide Space

Im Nexus-Projekt entsteht das World Wide Space – eine von Sensoren gespeiste Softwareplattform für Umgebungsmodelle. Im Visier sind Anwendungen, die sich automatisch an das Umfeld des Benutzers anpassen.

Eine halbe Stunde trennt den Schwarzwälder Maschinenbau-Unternehmer Leo Fröhlich vom Gespräch mit einer potenziellen Neukundin. Sein Navigationssystem hat ihn zum Parkhaus in der Stuttgarter Innenstadt gelotst. Gerade passiert Fröhlich die Einfahrt, da erhebt sich die Stimme erneut und navigiert ihn zu einem der wenigen freien Plätze. Während er die dritte Parketage ansteuert, lädt sein Handy die 3D-Ansicht des angrenzenden Hotels. Ein Blick darauf zeigt Leo Fröhlich den Aufenthaltsort seiner Gesprächspartnerin, und wie er zielsicher zu ihr findet.

Da noch Zeit ist, wechselt der Geschäftsführer zu einer Anwendung auf dem Handy, die ihm den Status seiner Ventilblockfertigung anzeigt. Selbst über den Abnutzungsgrad der eingesetzten Werkzeuge ist er binnen Sekunden im Bilde.

Steigende Varianten bei immer kleineren Losgrößen führten in seinem Unternehmen über die Jahre hinweg zu einem immer komplexeren Betriebsmittelwesen. Um dieses zu beherrschen und zugleich die Produktion flexibler gestalten zu können, investierte er in eine Anwendung, die intelligente Werkzeuge dynamisch verwaltet.

Sensoren sind in der Arbeits- wie in der Alltagswelt Leo Fröhlichs im Jahr 2015 allgegenwärtig. Sie erfassen riesige Mengen an Kontextinformationen, mit denen Ausschnitte der physischen Welt in Umgebungsmodellen digital abgebildet werden. Anwender wie Fröhlich nutzen wie selbstverständlich kontextbezogene Dienste, die sich automatisch an das aktuelle Umfeld ihres Benutzers anpassen.

Ganz so futuristisch leben wir heute noch nicht. Gleichwohl sind Wegweiser für künftige Entwicklungen vorhanden: das Navigationssystem im Auto vereint ebenso wie der virtuelle Globus Google Earth die reale Welt mit virtuellen Objekten und Informationsbeständen. Die Grundlagen für das Zusammenspiel der dafür erforderlichen Technik – Lokalisierung, Sensorintegration, Kommunikation und geometrische Modellierung der Produktionsumgebungen – werden derzeit gelegt. Nexus nennt sich das Projekt, das die Deutsche Forschungsgemeinschaft als Sonderforschungsbereich (SFB) 627 seit dem Jahr 2003 fördert. Die zweite Förderperiode wurde soeben bewilligt.

Stuttgarter Wissenschaftler wie der Informatikprofessor Kurt Rothermel als SFB-Sprecher oder Prof. Engelbert Westkämper, der das Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb leitet, weisen dabei den Weg zum „World Wide Space“.

Rothermel verknüpft damit analog zum World Wide Web eine Vision: „Der virtuelle Raum liefert den konzeptionellen und technologischen Rahmen für die Integration und den Zugriff auf Kontextmodelle.“ Jedem Anbieter, ob kommerziell oder nicht-kommerziell, stehe es frei, Kontextmodelle in diesem Weltmodell zu platzieren. Angereichert durch temporale Konzepte könnten Anwendungen nicht nur den aktuellen Modellstatuts abfragen, sondern auch auf vergangene Zustände zurückgreifen oder zukünftige vorausberechnen, macht Rothermel weitere Handlungsfelder aus.

All dies erfordert eine anpassungsfähige offene Kommunikationsplattform für den Datenaustausch. Einer der Forschungsschwerpunkte von Nexus untersucht deshalb, wie räumliche Geodaten verschiedener Anbieter integriert werden können. Auch die Fabrik der Zukunft bildet einen Anwendungsbereich. In ihr sollen mit Hilfe des Umgebungsmodells Prozesse im produktionstechnischen Umfeld optimiert werden können. Künftig sollen die Rechner dort Unfallsituationen und kritische Maschinenzustände automatisch feststellen und entsprechende Maßnahmen einleiten.

Gemeinsam machen sich Forscher aus der Informatik, dem Maschinenbau und der Elektrotechnik an diese Aufgaben. Begleitet und sowohl gesellschaftlich als auch wirtschaftlich bewertet wird die Entwicklung von Wissenschaftlern aus der Technikphilosophie und der Betriebswirtschaft.

Dabei erarbeiten sie interdisziplinäre Lösungen, mit denen sich höherwertige Kontextinformationen gewinnen lassen. Denn bei alldem spiele auch die Datenqualität eine wichtige Rolle, betont Kurt Rothermel. „Nur vollständige und konsistente Daten gewährleisten, dass ein System Situationen sicher bestimmt und es nicht zu falschen Reaktionen kommt.“

Dietmar Kieser dietmar.kieser@konradin.de

Erforschen, wie ein System sensibel assistieren kann