Podcasts about terrain projekt

Am 18. April 2018 fand in Frankfurt das zweite Vernetzungstreffen der Projekte in der Förderline „Verlässliche Technik für den mobilen Menschen“ statt. Markus Winkelmann vom ITAS am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Sebastian Ritterbusch von der iXpoint Informationssysteme GmbH konnten an dem Treffen teilnehmen, und unterhalten sich hier über die Erfahrungen und die verschiedenen Gespräche, die sie dort führen konnten. Die Vernetzungstreffen ermöglichen den Projekten einen Austausch sowohl über ihre Projekte, als auch über Querschnittsthemen, die alle Projekte in der Förderlinie vereint. Verglichen zum ersten Vernetzungstreffen im Rahmen der Fachtagung Mobilität im Wandel in 2017 konnte hier noch stärker den einzelnen Projekten als auch den begleitenden ELSI Themen (Ethische, rechtliche und soziale Aspekte) Rechnung getragen werden. In der Einführung durch Frau Albrecht-Lohmar für das BMBF-Referat „Mensch-Technik-Interaktion; Demografischer Wandel“ wurde großer Wert darauf gelegt, dass Forschung und Förderung kein Selbstzweck sein dürfen, sondern sie zu Innovationen führen sollen, die auch bei den Menschen ankommen. In der Begrüßung durch Dr. Marcel Kappel für den Projektträger und Organisator VDI/VDE-IT im Bereich Mensch-Technik Interaktion wurde die Einbettung der Förderlinie in das Forschungsprogramm dargestellt. KoFFI Das Projekt KoFFI zur kooperativen Fahrer-Fahrzeug Interaktion startete die Projektvorträge. Es ging dabei um Fragen wie man mit Konfliktsituationen zwischen Fahrer und Fahrzeug umgehen kann, oder wie eine Vertrauenssituation hergestellt wird. Eine kritische Frage war auch, in welchen Situationen sich ein Fahrzeug über die Entscheidungen des Fahrers hinwegsetzen sollte. So verhindert beispielsweise ein ausgelöster Airbag sehr deutlich die Aktionsfreiheit des Fahrers, es ist jedoch weithin akzeptiert, dass hier die unaufgeforderte Einschränkung des Menschen weit schlimmeres verhindern kann. Wann hingegen Überholvorgänge noch abgebrochen werden dürfen, sind hingegen deutlich kompliziertere Fragestellungen, die im Projekt untersucht werden. Dabei muss auch grundsätzlich berücksichtigt werden, dass ein Einverständnis auch ein Verständnis voraussetzt. Hier ergaben sich im Projekt überraschende Ergebnisse, über die uns Susanne Kuhnert vom Institut für Digitalethik der Hochschule für Medien (HDM) Stuttgart erzählte. In der ethischen und rechtlichen Begleitung des sonst technisch ausgelegten Projekts KoFFI ging es weit über eine Literaturarbeit hinaus, und es wurde das Gespräch mit Probanden im Sinne einer experimentellen Philosophie gesucht, wo mit empirischen Ergebnissen und Experimenten gearbeitet wurde. Im der Forschung um autonomes Fahren zur Erarbeitung von ethischen Leitlinien (vgl. medizinische Leitlinien) stellte sich dabei früh die Frage, ob die Nutzergruppe überhaupt den Begriff der Autonomie versteht. Das Projekt KoFFI untersucht grundsätzlich die Nutzbarkeit von Gesten und natürlicher Sprache zur Interaktion von Fahrzeug und Mensch, damit nicht mehr feste Befehle auswendig gelernt werden müssen, sondern der Wagen aus der Situation heraus den Menschen so gut wie möglich mit natürlicher Sprache verstehen kann. Eine überraschende Erkenntnis war hier, dass selbst bei technik-affinen Probanden eine grundsätzliche Technikskepsis zu beobachten war, die auf zweiten Blick durch den alltäglichen Umgang mit niemals perfekter Technik verständlich wird. Gleichzeitig wünscht sich natürlich niemand einen Technikausfall bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn. Diese Frage kann nicht alleine technisch behandelt werden, sondern benötigt einer ethischen Betrachtung, wie hier der Umgang der Technik mit dem Menschen und die Technikentwicklung von Menschen auf sehr elementare Fragen eingehen kann. Im Vortrag wurden auch die Begriffe Technikzukünfte, wie die Nutzenden sich die Technik in Zukunft erwünschen, den Zukunftstechniken, den real in Zukunft existierenden Techniken, gegenüber gestellt. Um diese Begriffe der ungewissen Zukunft besser in den Griff zu bekommen, werden Szenarien erarbeitet, um wahrscheinliche Zukünfte als Entscheidungsgrundlage entwickeln zu können. Vorreiter Das Projekt Vorreiter will durch neuartige Kommunikationsmethoden auch Menschen mit Einschränkungen den Zugang zu teil- oder vollautomatisierten Fahrzeugen erleichtern. Ein Aspekt war hier, wie beispielsweise eine Lenkradsteuerung auch Menschen theoretisch und praktisch ermöglicht werden kann, die für eine traditionelle Kontrolle des Lenkrads körperlich nur eingeschränkt fähig sind. Hier wurden unter anderem Tests mit einem Altersanzug durchgeführt, die auch darstellten, dass die Einschränkungen auch einige in Erwägung gezogene Gesten betrafen. Die anschließende Podiumsdiskussion zu den beiden Projekten startete mit der Frage „Mein Fahrzeug soll sein wie…“, wo sich das Publikum für den „Partner“ aussprach. KOLA Das Projekt KOLA befasst sich mit kooperativen Laserscheinwerfern und im Treffen wurden die Schwerpunkte Psychologie und Technik dargestellt. Welche Signale und Hinweise können über Lichtbilder auf der Straße verwendet werden, um über eine neue Kommunikationsform ein sozialeres und sicheres Straßenumfeld zu schaffen. Auf der einen Seite erscheinen Emoticons und Smileys als eine moderne und eingängige Kommunikationsform, jedoch sind sie weit weniger eindeutig als bekannte Verkehrsymbole, dessen Verwendung aber aus guten Gründen hier durch die StVO stark reglementiert ist. Auch der Stand der technischen Realisierung wurde im Vortrag sehr beeindruckend geschildert. PAKoS Zum Projekt PAKoS ging es insbesondere um die sichere Übergabe der Fahrzeugkontrolle vom Fahrer an die Automation und umgekehrt. An diesem Projekt ist mit dem cv:hci am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) auch ein Partner vom TERRAIN-Projekt beteiligt. Dr.-Ing. Michael Flad vom Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS) am KIT war bereit, uns PAKoS vorzustellen, und uns die unterschiedlichen Kommunikationsmodalitäten, die in der Kommunikation mit dem Fahrzeug zum Einsatz kommen, zu erklären. Neben der visuellen Darstellung im Display oder als Projektion auf der Windschutzscheibe, wird auch eine akustische Sprachausgabe verwendet. Ergänzt werden diese Darstellungsformen durch haptische Signale durch einen mit Vibrationsmotoren ausgestatteten Sitz, der Interaktion mit dem Lenkrad und Pedalen an den Füßen. In einer ersten Studie hat sich ergeben, dass visuelle Signale am leichtesten übersehen werden, im Vergleich beispielsweise zu akustischen Hinweisen. Am deutlichsten wurden hier die Vibrationssignale im Sitz wahrgenommen. Dies ist genau gegenläufig zur möglichen Informationsdichte und entsprechenden Ablenkungspotential der Kanäle. Besondere Ablenkungen können hier die aktuell nicht erlaubten Nebentätigkeiten während des Fahrens sein, die beim autonomen Fahren teilweise akzeptiert werden können. In der Zeit der nur teilautonomen Systeme müssen hier Verfahren untersucht werden, wie die Übergabe der Verantwortung in Abhängigkeit von den Tätigkeiten, dem Fahrer und der Situation ablaufen kann. Ein mathematisches Modell ist hier die Abbildung der Regelkonzepte als gekoppeltes Differenzialgleichungssystem zu betrachten. Mit Hilfe eines Differenzialspiels kann die Vorhersage über die erwartete Übernahme in die Fahrzeugautomation aufgenommen werden. Der im Gespräch erwähnte Unfall mit einem teilautonomen Uber-Auto zeigte sehr deutlich, welche schlimmen Auswirkungen die Ablenkung der fahrenden Person haben kann. Im Gespräch mit Luis Kalb vom Lehrstuhl für Ergonomie an der TU München ging es dann um Details der Verwendung des von Bastiaan Petermijer entwickelten vibrotaktilen Autositzes. Hier sitzt man auf einer Art Vibrationsmatte, die Vibrationsmuster in unterschiedlichen Intensitäten von der Sitzfläche bis zum Rückenbereich darstellen kann. Typische Muster sind Linien, die komplett von einer Seite zur anderen durchlaufen, und sie werden oft zusätzlich durch Sprachausgaben ergänzt. Gerade bei Ablenkungen des Fahrers kann mit Hilfe dieses Kommunikationskanals sehr deutlich auf gefährliche Situationen oder gefährliches Handeln hingewiesen werden. Die zusätzlichen Kommunikations- und Detektionsmethoden für teilautonomen Automobilen ermöglichen deutlich sicherere Betriebsmodi, wenn beispielsweise bei einem abgelenkten Fahrer automatisch die Fahrgeschwindigkeit reduziert wird, da der Mensch nicht mehr so schnell eingreifen kann. Eine unmittelbar verständliche Reaktion kann auch sehr zur Akzeptanz eines Systems beitragen, wenn sie nicht womöglich als Rechtweisung oder Bestrafung aufgefasst wird. Ganz abgesehen davon nimmt die rechtliche Fragestellung zusätzlich einen großen Raum ein, wie die Verantwortung in solchen Situationen zu bewerten ist. Ein anderes Beispiel sind künstlich erzeugte Geräusche für langsam fahrende Elektroautos, ohne die blinde Menschen das Fahrzeug kaum noch akustisch orten können. Es gibt eine Vielzahl von technischen Lösungen, die sowohl im sozialen, psychologischen und rechtlichen Kontext bewertet werden müssen. Ab 2021 wird jedes neu zugelassene E-Auto entsprechende Geräusche machen müssen. Bei der Frage in das Plenum, wie die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Fahrende stattfinden sollte, lief es auf die Punkte intiutiv, sicher und verständlich hinaus, und führte in eine rege Diskussion zu den beiden Projekten. Safety4Bikes Der nächste Block startete mit dem Projekt Safety4Bikes für ein Assistenzsystem für mehr Sicherheit von fahrradfahrenden Kindern. Jochen Meis von GeoMobile und Dr. Florian Klingler der CCS Labs des Heinz Nixdorf Instituts der Uni Paderborn gaben uns in einem Gespräch einen tiefen Einblick in den Stand und die Erfahrungen aus ihrem Projekt. Sehr interessant ist beispielsweise das Ergebnis, dass der Fahrradhelm inzwischen bei Kindern fast durchweg genutzt wird, hingegen die Eltern ihn seltener und besonders die Großeltern fast überhaupt nicht verwenden. Ein anderes Ergebnis ist, dass der Unfallschwerpunkt für fahrradfahrende Kinder Kreuzungsbereiche sind, gefolgt von Ein- und Ausfahrten. Eine Möglichkeit die Sicherheit zu erhöhen bietet die Car2X Kommunikation, wo im Projekt untersucht wird, wie Fahrräder in dieses Kommunikationsnetz integriert werden können, um im Vorfeld auf Gefahrensituationen hinweisen zu können. Die technische Grundlage ist das IEEE 802.11p Protokoll, das eine ad-hoc Kommunikation im Straßenverkehr ermöglicht. Die ersten Tests im Safety4Bikes Projekt wurden auf Trikes umgesetzt, um den jungen Probanden keiner zusätzlichen Gefahr auszusetzen. In Zukunft ist die fortschreitende Elektrifizierung auch im Fahrradbereich für das Projekt eine zusätzlich vorteilhafte Entwicklung, da sie die Frage der Stromversorgung erleichtert. TERRAIN Den Ansatz weitere Methoden im Forschungsprojekt zunächst auf einem tragbaren Computer statt auf dem Smartphone umzusetzen, verfolgen wir im TERRAIN-Projekt genauso wie bei Safety4Bikes: Die ersten Tests der Bilderkennung wurden auf einem Laptop durchgeführt, den die Probanden auf dem Rücken trugen, und im weiteren Verlauf befassen wir uns nun damit, wie und ob und wann wir Teile davon auch auf Smartphones bringen können. Nach der Vorstellung des Fortschritts im TERRAIN Projekt gab es eine Podiumsdiskussion zu Gefährdeten und Gefahren im Straßenverkehr- nach Meinung des Plenums sind Fahrradfahrende besonders den Gefahren ausgeliefert. ELSI-Themen Das Treffen endete mit einer Diskussion zu ELSI-Themen, angeleitet durch Prof. Dr. Tobias Keber (@datenreiserecht), der unter anderem von den Ergebnissen einer Umfrage zu ELSI-Themen bei Forschungsprojekten berichtete: Ein Ergebnis war hier der Ratschlag, ELSI-Aspekte als kreative ‚Störfaktoren‘ zu nutzen. Auf jeden Fall müsse die Begleitforschung auch zu gemeinsamen Aktivitäten führen, um eine Integration zu ermöglichen. Das Zusammenspiel der technischen Entwicklung mit der Reflektion in der ELSI-Begleitforschung ist ein guter Weg, auf eine Entwicklung für die Menschen hinzuarbeiten, also zur Technik für die Menschen hinzuwirken.

Wenn Naturkatastrophen passieren, ist schnelle Hilfe gefragt. Besonders nach Überschwemmungen oder Erdbeben ist es sehr wichtig, so schnell wie möglich Informationen über das betroffene Gebiet zu erhalten. Dazu befasst sich Kim Berude mit dem mathematischen Modell und Optimierung zur Einsatzplanung von Sensoren und Geräten am IOSB, dem Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung, in Karlsruhe und spricht mit Sebastian Ritterbusch darüber. Ursprünglich hat Kim Berude in Freiberg an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg Angewandte Mathematik studiert, um dann auf eine Stellenausschreibung des IOSB die Chance zu nutzen, im Bereich der Operations Research etwas Praxisluft zu schnuppern. Die Aufgabe der Sensoreinsatzplanung führt direkt auf ein Vehicle Routing Problem bzw. Tourenplanungsproblem, ähnlich wie es täglich Paketdienstleister erfüllen. Die Hauptaufgabe liegt darin die Sensoren oder Assets möglichst effizient an die verschiedenen Zielorte zu bringen, die Herausforderung liegt aber darin, gleichzeitig verschiedene Nebenbedingungen zu erfüllen. Im Falle der Sensoreinsatzplanung können die Nebenbedingungen durch Reihenfolgen der Abarbeitung, Zeitfenster oder in begrenzen Resourcen der Fahrzeuge liegen, alles das muss geeignet modelliert werden. Eine vereinfachte Fassung des Tourenplanungsproblems ist das Traveling Salesperson Problem, bei dem die Aufgabe besteht, für eine handelnde Person, eine optimale kürzeste Route durch eine festgelegte Anzahl von Städten zu finden und jede dieser Städe nur einmal anzufahren. Schon dieses Problem ist in der Klasse der NP-Probleme, die nicht deterministisch in polynomialer Zeit lösbar erscheinen. Das bedeutet, dass die erforderliche Rechenleistung oder Rechenzeit für eine Lösung sehr schnell sehr extrem ansteigt. Entsprechend ist auch das allgemeinere Tourenplanungsproblem ebenso rechenintensiv. In der Sensoreinsatzplanung gibt es gegenüber dem Tourenplanungsproblem zusätzlich die besondere Herausforderung, dass eine sehr heterogene Flotte, also sehr unterschiedliche Sensoren und zugehörige Fahrzeuge, zum Einsatz kommen soll. In der mathematischen Optimierungstheorie nehmen diskrete Probleme eine besondere Stellung ein. Zunächst einmal muss man sich bewusst werden, dass durch jedes Fahrzeug und jede Nebenbedingung weitere Variablen und Gleichungen entstehen, und damit eine höhere Detailtiefe der Modellierung sich unmittelbar auf die Dimension des zu lösenden Problems auswirkt. Ein Standardverfahren um lineare kontinuierliche Optimierungsprobleme zu lösen ist das Simplex-Verfahren. Das funktioniert aber nicht für diskrete Probleme, da es beliebige Zwischenwerte als Ergebnisse erhalten kann. Man könnte alle diskreten Möglichkeiten natürlich auch ausprobieren, das könnte aber sehr lange dauern. Eine Lösung sind hier die Branch-and-Bound-Verfahren, die das Problem zunächst kontinuierlich lösen, um eine untere Grenze des erwartbaren Ergebnisses zu erhalten. Aus einer nicht ganzzahligen Lösungsvariable werden nun zunächst die nächsten ganzzahligen Varianten in einer Fallunterscheidung untersucht und das Problem in der reduzierten Fassung gelöst. Gibt es eine erste ganzzahlige Lösung, so gibt es nun Grenzen in beide Richtungen, die ermöglichen die Zahl der noch auszuprobierenden Varianten stark einzugrenzen. Sind alle Varianten probiert, bzw. durch die Abschätzungen ausgeschlossen, so erhält man deutlich effizienter eine Lösung als wenn man alle Varianten durchprobiert. Der A*-Algorithmus ist sehr verwandt zum Branch-and-Bound-Verfahren und wird zum Routing auf Wegenetzen verwendet, beispielsweise im Terrain Projekt. Hier werden Grenzen durch Luftlinie und ebenso gefundene erste Lösungen bestimmt und ebenso recht schnell zum kürzesten Weg zwischen zwei Punkten zu gelangen. Eine Verfeinerung des Branch-and-Bound Verfahrens ist das Branch-and-Cut Verfahren, wo das durch lineare Ungleichungen entstehende Polyeder durch zusätzliche ganzzahlige Lösungen präferierende Einschränkungen weiter einschränkt, und damit das effiziente Simplex-Verfahren noch zielgerichteter einsetzt. Dieses Verfahren und weitere Verfeinerungen wurden im Podcast zu Operations Research mit Marco Lübbecke weiter erklärt. Die bisher betrachteten Verfahren liefern immer exakt die optimale Lösung, sie sparen nur Zeit, in dem sie unnötige Berechnungen für schlechtere Varianten einsparen. Ist das Problem jedoch so komplex, dass die exakten Verfahren nicht in annehmbarer Zeit eine Lösung liefern, so können Heuristiken helfen, das Problem im Vorfeld in der Komplexität deutlich zu reduzieren. Ein Ansatz ist hier die Neighborhood Search, wo gerade in der Umgebung gefundener regulärer Lösungen nach besseren Varianten gesucht wird. Die spannende Frage ist hier, mit welchen Akzeptanzkriterien zielgerichtet nach passenden Lösungen in der Nachbarschaft gesucht werden. Die Verfahren wurden an realitätsnahen Testfällen erprobt und evaluiert, wo Kim Berude in ihrer Diplomarbeit den Aspekt des Mehrfacheinsatzes gegenüber schon vorhandenen Optimierungslösungen hinzugefügt hat. Die Fragestellungen kommen keineswegs aus rein wissenschaftlichem Interesse, sondern werden am IOSB direkt benötigt. Die Messeinrichtungen kommen überall auf der Welt zum Einsatz, selbst bei Großveranstaltungen wie 'Das Fest' in Karlsruhe. Die Verfahren der Tourenplanung haben sehr viele Einsatzmöglichkeiten und ein berühmtes Beispiel ist, dass Speditionen durch Vermeiden von Linksabbiegen Zeit und Geld sparen. Literatur und weiterführende Informationen P. Toth, D. Vigo: The vehicle routing problem, Society for Industrial and Applied Mathematics, 2002. I. H. Osman: Metastrategy simulated annealing and tabu search algorithms for the vehicle routing problem, Annals of operations research 41.4: 421-451, 1993. P. Shaw: Using constraint programming and local search methods to solve vehicle routing problems, International Conference on Principles and Practice of Constraint Programming. Springer, Berlin, Heidelberg, 1998. D. Pisinger, S. Ropke: Large neighborhood search, Handbook of metaheuristics. Springer US, 399-419, 2010. S. Ropke, D. Pisinger: An adaptive large neighborhood search heuristic for the pickup and delivery problem with time windows, Transportation science 40.4: 455-472, 2006. Z. Wang, W. Liang, X. Hu: A metaheuristic based on a pool of routes for the vehicle routing problem with multiple trips and time windows, Journal of the Operational Research Society 65.1: 37-48, 2014. D. Cattaruzza, N. Absi, D. Feillet: Vehicle routing problems with multiple trips, 4OR 14.3: 223-259, 2016. Studiengang Angewandte Mathematik an der TU Freiberg Podcasts M. Lübbecke: Operations Research, Gespräch mit S. Ritterbusch im Modellansatz Podcast, Folge 110, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2016. http://modellansatz.de/operations-research S. Müller: Schulwegoptimierung, Gespräch mit G. Thäter im Modellansatz Podcast, Folge 101, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2016. http://modellansatz.de/schulwegoptimierung U.Leyn: Verkehrswesen, Gespräch mit G. Thäter im Modellansatz Podcast, Folge 88, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2016. http://modellansatz.de/verkehrswesen L. Osovtsova: Logistik, Gespräch mit G. Thäter im Modellansatz Podcast, Folge 33, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2014. http://modellansatz.de/logistik

Richtungsinformationen lassen sich sehr gut über Vibrationen vermitteln. Dafür hat Patryk Dzierzawski im Rahmen seiner Abschlussarbeit Vibrationsbänder entwickelt, aufgebaut und evaluiert.Am Lehrstuhl vom Computer Vision for Human-Computer Interaction Lab (cv:hci) und dem Studienzentrum für Sehgeschädigte (SZS) werden nicht nur Assistive Technologien für Menschen mit Sehbehinderungen evaluiert und angeboten, sondern auch dazu unterrichtet. Weiterhin werden Studierenden Möglichkeiten geboten unter anderem mit Abschlussarbeiten in diesem Bereich sich direkt an der Forschung zu beteiligen. Patryk Dzierzawski stellt dazu hier im Gespräch mit Gerhard Jaworek seine Abschlussarbeit zu Vibrationsbändern zur Navigationsunterstützung an Arm oder Fuß vor. Die Arbeit bestand aus dem Design, der prototypischen Herstellung, einer Ansteuerung durch Smartphone und der Evaluation des vibrotaktilen Interfaces. Die Vibrationsbänder selbst bestehen aus mit 3D-Druck erstellten Band und Gehäuse, einem Mikrocontroller mit Batterie und Vibrationsmotoren. Bei der Erstellung war das Vorwissen um Wearable Computing und Robotik sehr hilfreich. Schon in der Folge 2 „Blind Orientieren“ dieses Podcasts wurden vorgestellt, wie vibrotaktile Interfaces zum Einsatz kommen können. Meisst gab es hier nur einfache Vibrationen, wo hingegen die Vibrationsbänder drei von einander unabhängig ansteuerbare Vibrationsaktoren eingesetzt werden. Damit können elementare und wichtigste Navigationsanweisungen zur Richtung und Warnmeldungen zum Anhalten sehr direkt vermittelt werden. Der große Vorteil der vibrotaktilen Vermittlung liegt dabei darin, dass der Hörsinn nicht wie bei Narration und Sonifikation eingeschränkt wird. Im Gegensatz zu kommerziellen Lösungen wie dem VibroTac System lag in der Arbeit der Fokus auf einer leichten und preiswerten selbstätigen Herstell- und Reparierbarkeit durch Rapid Prototyping Technologien mit der damit einhergehenden Reduzierung auf eine minimale Lösung, die noch die volle Navigationsunterstützung liefern kann. Die Literaturrecherche führte unter anderem zum „Gentle Guide“, wo an jedem Arm ein Vibrationsmotor eingesetzt wurde, wo durch die Nutzenden gerade die Nutzung zweier Bänder kritisch gesehen wurde, so wurde hier eine Lösung mit nur einem Band angestrebt. Interessanterweise hat sich diese reduzierte Lösung als sehr effektiv in einem Navigationstest erwiesen, wenn auch die Interpretation der Signale im Vergleich zur akustischen Ausgabe durch den Menschen etwas länger dauerte. Im FDM 3D-Druck kamen für das Armband ein flexibles TPU Filament und für den Gehäuseschutz für Platine und Batterie ein hartes Filament zum Einsatz. Für den Microcontroller Adafruit Feather 32u4 Bluefruit LE mit eingebautem Bluetooth Low Energy (BLE)-Modul musste auch die Ansteuerelektronik für die Motoren ausgelegt werden. Die Programmierung erfolgte mit der Arduino-Entwicklungsumgebung und ermöglichte die Ansteuerung durch Smartphones über Bluetooth LE. Für die technische Ansteuerung der Vibrationsbänder wurde auch eine App für Android Smartphones entwickelt. Dabei wurde auch auf die Barrierefreiheit geachtet, damit auch blinde Menschen die technischen Tests durchführen können. In den damit ermöglichten Praxistests wurde geprüft, in wie weit die gewünschte Funktion erfüllt wird, welche Vibrationsstärken und -dauer als sinnvoll und angenehm bewertet wurden. Dabei wurden die Tests sowohl in Ruhe als auch in Bewegung durchgeführt. Interessanterweise wurden am Armband zur sichereren Unterscheidbarkeit typischerweise länger und stärker gewünscht, am Fußband wurden die angesetzten Standardwerte gut akzeptiert. Die Tests beschränkten sich aber auf die reine Identifikation der Vibrationen, erweiterte Wizard-of-Oz Tests bei dem ein Mensch die Funktion einer erweiterten Software simuliert und die Hardware direkt ansteuert, sollen eine Navigation simulieren und sind Teil eines späteren Tests im Terrain-Projekt. Literatur und weiterführende Informationen S. Schätzle, T. Ende, T. Wüsthoff, C. Preusche: „Vibrotac: An ergonomic and versatile usable vibrotactile feedback device.“, RO-MAN, IEEE, 2010. A. Meier, D. J. Matthies, B. Urban, R. Wettach: „Exploring vibrotactile feedback on the body and foot for the purpose of pedestrian navigation.“ Proceedings of the 2nd international Workshop on Sensor-based Activity Recognition and Interaction. ACM, 2015.

Im Rahmen einer Berufs- und Studienorientierung an Gymnasien (BOGY-Praktikum), bekam Leonard die Gelegenheit bei der iXpoint Informationsysteme GmbH das Terrain Projekt kennen zu lernen, und sprach am Studienzentrum für Sehgeschädigte mit Gerhard Jaworek und Sebastian Ritterbusch über seine Erfahrungen und Ergebnisse. Leonard besucht die Mittelstufe eines Karlsruher Gymnasiums und interessiert sich für Softwareentwicklung, Projektmanagement und Informatik, da er in seiner Freizeit mit Programmiersprachen wie Java interessante Projekte beispielsweise zur Erweiterung von Minecraft umsetzen konnte. Die Erweiterungen von Spielen ermöglichen auch Blinden die Partizipation an Multi-User Spielen. Das BOGY-Praktikum hatte als Anwendungsproblem die Überquerung einer Fläche oder eines Platzes: Ohne weitere Orientierungslinien können Blinde hier leicht die vorgesehene Richtung verlieren. Daher gibt es im Mobilitätstraining immer ein Kompasstraining, das blinden Menschen die richtungstreue Überquerung erleichtert. Da ein Kompass Parallelverschiebungen nicht messen kann, ergab sich der Ansatz mit der zusätzlichen Nutzung von GPS, um eine zielgenauere und robustere Überquerung zu ermöglichen. Das eigentliche Praktikum startete mit Planung: Der Aufgabenbeschreibung, der Zerlegung in Teilprobleme und der Erstellung eines Ablaufplans, mit einem Augenmerk auf einer agilen Vorgehensweise gegenüber eines klassischen Wasserfallmodells. Daran schloss sich am zweiten Tag die Einführung in die Entwicklungsumgebung und Dokumentation des Terrain-Projekts und die Nutzung des Versionsmanagementsystems Git. In den folgenden drei Tagen wurden drei Entwicklungszyklen umgesetzt, jeweils mit einer Detailplanung am Tagesanfang, der Implementierung über den Tag, sowie Tests und Dokumentation am Ende des Tages. Am Freitag kam am Ende noch Gerhard Jaworek hinzu, um das Ergebnis auch aus Nutzersicht zu evaluieren und diskutieren. Die Verwendung von GPS zur Überquerung basierte darauf, dass man am Startpunkt den Längen– und Breitengrad der aktuellen Position aufnimmt und dann daraus entweder den Zielpunkt berechnet oder auf dem Weg die aktuelle Position zur Ursprungsposition ins Verhältnis setzt. Da man sich aber hier nun auf einer idealisierten Erdoberfläche in Form einer Sphäre bewegt, wird die Trigonometrie gleich etwas komplizierter, als es in der Schule zunächst behandelt wird. Ein wichtiger Aspekt der Entwicklung lag auf der Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle, also der Nutzung von Sprachausgabe, Gestenerkennung und Vibration zur Bedienung des Systems. Darüber hinaus hat Leonard verschiedene unterschiedliche Darstellungen umgesetzt: So kann man sich entscheiden, ob man eine Richtung mit einer Gradzahl, einer Uhrzeit oder sprachlich, wie „etwas rechts“, „etwas links“ mehr oder weniger ausführlich dargestellt bekommen möchte. Insgesamt konnte Leonard im Praktikum nicht nur eine Unterstützung für Blinde entwickeln, sondern auch einen Einblick in verschiedene Berufsbilder und Themenbereiche von Softwareentwicklung, Unterinterfacedesign, Projektplanung und -management erhalten, auch wenn eine Praktikumsdauer von einer Woche für so ein Thema natürlich sehr kurz ist.

Am 4. April fand in Berlin die Fachtagung „Mobilität im Wandel – Praxisbeispiele und neue Impulse zur BMBF Forschungsagenda“ statt. Sebastian Ritterbusch von der iXpoint Informationssysteme GmbH war dort, stellte das Terrain Projekt vor und spricht mit Gerhard Jaworek vom Studienzentrum für Blinde und Sehbehinderte (SZS) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) über die Veranstaltung im InterContinental Hotel in Berlin. Fachtagung Mobilität im Wandel (1:53:57, 50MB) Zum Start der Bekanntmachungen Mensch-Technik-Interaktion für eine intelligente Mobilität (IMO), Elektroniksysteme für das vollautomatisierte Fahren (ELEVATE) und weiterer Projekte aus dem Themenfeld Kommunikationssysteme & IT-Sicherheit lud das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die geförderten Projekte und Interessierte zum Austausch nach Berlin ein. Zur Bekanntmachung ELEVATE lag ein Schwerpunkt auf Projekten zu Radartechnologien, wie beispielsweise das Projekt KameRad zu kombinierten Kamera-Radar-Modulen, das Projekt KoRRund zu konformen multistatischen Radarkonfigurationen zur Rundumsicht oder das Projekt radar4FAD zu universellen Radarmodulen für das vollautomatisierte Fahren, die in einem eigenem Workshop später ihren Cluster auf der Tagung initiierten. In der Linie ELEVATE gab es aber auch weitere Themen wie das Projekt AutoKonf zu automatisch rekonfigurierbaren Aktoriksteuerungen für ausfallsichere automatisierte Fahrfunktionen oder HiBord zu hoch zuverlässigen und intelligenten Bordnetztopologien. Informationen zur Nutzung von Radar-Technologien in der Erdbeobachtung gibt es in der Folge 244 SAR Satelliten und Satellitendatenarchivierung  am EOC im Omega Tau Podcast.  Die Veranstaltung wurde durch eine Begrüßung von Frau Gabriele Albrecht-Lohmar und Herrn Andreas Kirchner für BMBF und einer Einführungskeynote von Herrn  Dr.-Ing. Sven Bugiel zu sicheren autonomen Fahrzeugen in der Zukunft eröffnet. Daran schloss sich ein „Project-Slam“ an, in dem sich die rund 20 Projekte jeweils mit etwa 3 Folien in 3 Minuten vorstellen konnten und von Frau Dr. Julia Seebode und Herrn Dr. Marcel Kappel der VDI/VDE Innovation + Technik GmbH moderiert wurden. Die Vorträge waren sehr intensiv, jedoch von der Form natürlich nicht wie Science-Slams, wie sie auch in Karlsruhe oft ausgetragen werden und jungen Forscherinnen und Forschern eine Bühne bieten, ihr Gebiet in 10 Minuten sehr unterhaltsam vorzutragen. Auch aus der Ferne konnte man über Social Media der Fachtagung folgen. Auf die Slams folgten drei parallele Workshops, einmal zum Start des Radar-Clusters in ELEVATE, dann ein Workshop zu Projekten aus der Bekanntmachtung Intelligente Mobilität und einem Workshop zur neue Bekanntmachung Elektronom zur Elektronik für autonomes elektrisches Fahren. Die Tagung endete mit einem Abschlussvortrag von Prof. Dr. Andreas Knie zu vernetzten multimodalen Mobilitätslösungen der Zukunft und Ausklang bei einer Abendveranstaltung. In einigen Projekten stellten sich interessante Verbindungen zum Terrain Projekt heraus: Das Projekt KoFFI zur kooperativen Fahrer-Fahrzeug-Interaktion will Systeme entwickeln, die durch neue Interaktionskonzepte zu mehr Sicherheit, Komfort und Sicherheit bei teilautomatisierten Fahrzeugen führen soll. Dabei geht es auch um Fragen der Akzeptanz und natürlicher Sprachkommunikation, wie es mit dem Wunderautos Dudu oder K.I.T.T. in Filmen und Serien vorgedacht wurde. Im Projekt KomfoPilot zu personalisierter Fahrstilmodellierung im automatisierten Fahrzeug soll sich das Auto an den vom Menschen gewünschten Fahrstil anpassen. Das Projekt PAKoS befasst sich personalisierte, adaptive kooperative Systeme für automatisierte Fahrzeuge, das vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert wird. Hier wird auch ein Nutzerprofil mit der Erfassung des Fahrerzustands kombiniert, um das Leistungsvermögen des Fahrers zu beurteilen und darauf angepasst zu reagieren. Zum Projekt Safety4Bikes, einem Assistenzsystem für mehr Sicherheit von fahrradfahrenden Kindern, waren deren Verbundkoordinator Jochen Meis von der GeoMobile GmbH und Annika Johnsen vom Institut für empirische Soziologie an der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen-Nürnberg dankenswerter Weise zu einem Gespräch bereit. Mit Sensoren an Helm, Fahrrad und weiteren Schnittstellen wird hier die Umgebung erfasst und aufbereitet, um Kindern vor Gefahren zu warnen und für eine sichere Teilnahme am Straßenverkehr zu trainieren. Schwerpunkte sind hier neben der technischen Entwicklung des Systems auch die Identifikation der kritischen Gefahrenstellen und der geeigneten Kommunikation zu den Kindern. Bei der Erstellung von Anforderungsanalysen werden Ergebnisse früherer Projekte einbezogen, wie beispielsweise dem Projekt OIWOB für zum Orientieren, Informieren, Warnen in einer Orientierungshilfe für Blinde, welches von der HFC Human-Factors-Consult GmbH koordiniert wurde. Eine Entwicklung von guten Mensch-Maschine-Interaktionen (MTI) ist ein Weg in vielen Schritten: So gab es früher Digital-Mäuse, bei denen sich ein gesteuerter Mauszeiger immer in der gleichen Geschwindigkeit wie von einem digitalen Joystick gesteuert in acht mögliche Richtungen bewegt, und nicht wie wir es jetzt kennen proportional oder überproportional zur physischen Bewegung des Eingabegeräts. Die Entwicklung neuer Sensoren ermöglicht heute eine Bedienung auf Berührung oder durch Bewegung und Drehung des Geräts durch miniaturisierte Inertialsensoren, die Einzug in Smartphone und Tablets gehalten haben. Ein Beispiel für eine Bedienung über Inertialsensoren ist die Anwendung Universe2Go mit der Blinde wie auch sehende Menschen den Sternhimmel wie durch ein Smartphone-Fenster erfahren und hören können. In der MTI ist es auch wichtig kurz und prägnant den aktuellen Kontext darzustellen. Visuell werden für solche Identifikationshinweise oft Icons benutzt und diese haben ein akustischen Pendant, die so genannten Earcons: So kann durch einen kurzen und prägnanten Laut den Nutzenden sehr schnell eine wichtige Information oder ein Bezug hergestellt werden. In der Gestaltung solcher Earcons ist neben der Unterscheidbarkeit untereinander auch Distanz zu reellen Geräuschen zu berücksichtigen, damit ein eingesetztes System nicht mit Informationen aus der Realität verwechselt werden kann. Das hapto-akustische Spiel Bob it hat auch einen Spielmodus mit Geräuschen, wodurch gegenüber Sprachausgabe die Spielinformation schneller vermittelt wird. Mit Lenkgesten teilautomatisierte Fahrzeuge steuern wie der Reiter das Pferd; das ist das Ziel des Projekts Vorreiter. Auch hier waren Yigiterkut Canpolat vom Institut für Arbeitswissenschaft an der RWTH Aachen und Prof. Dr. Clemens Arzt, Direktor des Forschungsinstituts für öffentliche und private Sicherheit (FÖPS Berlin) an der Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin bereit über ihr Projekt zu sprechen. Hier sollen intuitive Steuerungen entwickelt werden, die Menschen mit körperlichen Einschränkungen die Nutzung von teilautomatisierten Fahrzeugen ermöglichen sollen. Dabei ist nicht nur die technische Entwicklung wichtig, sondern besonders auch die rechtswissenschaftliche Begleitforschung, da die gesetzlichen Voraussetzungen analysiert werden müssen, die bei der Umsetzung Berücksichtigung finden müssen und wo eventuell auch in rechtlicher oder gesetzlicher Sicht Handlungsbedarf besteht. Ein sehr überzeugendes Beispiel für eine gelungene Umsetzung ist das Sam Car Project des industriellen Partners Paravan im Vorreiter-Projekt, wo dem ehemaliger Indy-car Fahrer und seit einem schweren Rennunfall querschnittgelähmten Sam Schmidt mit einer Spezialanfertigung wieder die Steuerung eines Autos ermöglicht wurde. Pferde sind jedoch nicht nur einfache Fortbewegungsmittel, sondern können in besonderem Maße Menschen mit Einschränkungen in ihrer Mobilität unterstützen. Ein sehr außergewöhnliches Beispiel bietet hier Sabriye Tenberken, die zu Pferd durch Tibet reiste und als Blinde die Blindenschule Braille without Borders in Tibet eröffnete und darüber auch das Buch Mein Weg führt nach Tibet veröffentlichte. Die Fachtagung endete mit dem Fachvortrag von Prof. Dr. Andreas Knie zu vernetzten multimodale Mobilitätslösungen der Zukunft und einer Abendveranstaltung zum Austausch mit den weiteren Teilnehmern der Tagung.

Am 18. November 2016 fand an der Fachhochschule Bielefeld ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der FH Bielefeld angebotener Workshop zu Einzelaspekten rechtswissenschaftlicher Begleitforschung statt, an dem Johannes Hirsch, Markus Winkelmann und Sebastian Ritterbusch teilnahmen. Im Gespräch und diesem Text werden zwar rechtswissenschaftliche Fragen angesprochen, die Aussagen sind aber keinesfalls als Rechtshinweise oder Rechtsberatung zu verstehen. Eine juristische Begleitforschung ist ein Aspekt der ELSI-Begleitforschung, die die Betrachtung von ethischen (ethical), rechtlichen (law) uns sozialen (social) Fragestellungen zu Projekten umfasst. Diese Themen stehen im Zentrum des vom Institut für Technologiefolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) vorangetriebenen Forschung. Im Projekt QuartrBack befasst sich Johannes Hirsch mit der Begleitforschung um eine intelligente Notfallkette im Quartier für Menschen mit Demenz. In rechtlicher Sicht wurden hier insbesonders Aspekte des Datenschutz beleuchtet. Auch in anderen Themenbereichen werden diese Fragestellungen untersucht, so wurde der Institutsleiter Prof. Dr. Armin Grundwald in die von Bundesminister Alexander Dobrindt eingesetzte Ethik-Kommission zu automatisierten Fahren berufen. Auch zu Energiethemen hat Markus Winkelmann am ITAS gesellschaftliche, rechtliche und soziale Fragestellungen betrachtet und begleitet das Terrain-Projekt durch Begleitforschung. Für Sebastian Ritterbusch von der iXpoint Informationssysteme GmbH sind die rechtlichen Fragestellungen einmal für das Projekt Terrain insgesamt aber auch speziell für die Entwicklung der Anwendungen für die Nutzenden von großem Interesse. Der Workshop begann mit einem Vortrag von Frau Prof. Dr. jur. Brunhilde Steckler der FH Bielefeld und behandelte Rechtsaspekte im Projekt KOMPASS: Es ging um die Vertraulichkeit und Integrität von Rechtssystemen, was im Rechtssystem alleine schon Aspekte des Persönlichkeitsrechts, Datenschutz, Telemedien, Vertrags- und Haftungsrecht berührt. In der betrachteten Anwendung ging es im Projekt um den Bereich Wearables und Fitness und wie hier Dienste rechtssicher angeboten werden und den Nutzenden die Datenverarbeitung transparent dargestellt werden können. Wie auch häufiger im Verlauf des Workshops kam sie auch auf die besondere Rolle der neuen Datenschutz-Grundverordnung (DS-GVO) der Europräischen Union zu sprechen, die ab Mai 2018 anzuwenden ist und insbesondere auch die Datenschutz-Folgenabschätzung eingeführt (Art. 35 DS-GVO) . Der folgende Vortrag von Dipl.-Inf. Christian Burkert (@cburkert_de), früher praemandatum GmbH und jetzt wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Hamburg, behandelte Privacy-by-Design in der Produktentwicklung. Von Privacy-enhancing Technologies (PETs) aus den 90ern über Ann Cavoukians 7 Prinzipien des Privacy by Design zog er den zeitlichen Rahmen zur EU-Datenschutzreform von 2012. Die 7 Prinzipien des Privacy by Design geben direkte Handlungshinweise für die Einbettung des Datenschutzes in den Entwicklungsprozess, die im Sinne mit der Datenschutzgrundverordnung DS-GVO als „Datenschutz durch Technikgestaltung“ im Artikel 25 besonderen Einzug in die zukünftige Gesetzeslage gefunden haben, deren Umsetzung durch Verantwortliche mit Maßnahmen gesichert werden soll. An Hand der zwei Beispiele von den „Privacy Czars“ bei Apple und den „In-House Consultants“ bei Google stellte er dar, dass die Verankerung im Unternehmen sehr unterschiedliche Ausgestaltung haben kann. Wie wichtig die Verankerung von Datenschutz in Geschäftsprozesse ist, sieht man schon daran, wie eindeutig Menschen im Netz durch ihren Browser identifiziert und verfolgt werden können, beispielsweise durch das Browser Fingerprinting oder mit Cookies. Ein Beispiel für Intervenierbarkeit durch den Nutzer ist das Google Privacy Dashboard, in dem man den Zugriff auf gewisse persönliche Daten widerrufen kann. Im Vortrag von Prof. Dr. jur. Iris Kirchner-Freis der MLS LEGAL GmbH Rechtsanwalts- und Fachanwaltsgesellschaft ging es um Datenschutz bei Gesundheitsdaten am Beispiel des Projekts Adaptify. Dies beginnt schon mit der Frage der genauen Definition von Gesundheitsdaten im Sinne des Bundesdatenschutzgesetzes (BDSG) §3 Absatz 9 zu verstehen sind und besonders geschützt werden müssen: Dies umfasst sicher medizinische Informationen, können aber auch körperliche Leistungsdaten betreffen, die im Einsatz von Trackern beim Sport anfallen können. Das White Paper „Annex – health data in apps and devices“ der europäischen Union versucht hier die Definition zu konkretisieren. Bei der Frage der Einwilligung, Datensicherheit und Pseudonymisierung spielt für die Umsetzung in mobilen Lösungen insbesondere das Telemediengesetz (TMG) eine besondere Rolle. Grundlegend müssen nach BDSG den Nutzenden auch das Auskunftsrecht, Löschungs- und Sperrungsrecht und das Berichtigungsrecht eingeräumt werden und technisch-organisatorische Maßnahmen wie beispielsweise Zutritts- und Zugangskontrolle serverseitig umgesetzt werden. Die Einbettung von Privacy by Design durch Legal Process Modelling war das Thema des Vortrags von Frau Prof. Dr. jur. Beatrix Weber der Hochschule Hof. Die verpflichtende Datenschutz Compliance der DS-GVO zu Privacy by Design und Default und der Umsetzung interner Strategien für organisatorische Maßnahmen sind unter einer Risikoabwägung umzusetzen: Hier fließt neben dem Stand der Technik, Implementierungskosten und der Art der erhobenenen Daten auch die Eintrittswahrscheinlichkeit und zu erwartende Schwere der Risiken für bedrohte Rechte und Freiheiten mit ein. Dabei sieht sie die Unternehmens-Compliance als Geschäftsprozess, der auch weitere Rechtsthemen wie Urheberrecht, Kartellrecht und ethische Normen abbildet, und grundsätzlich in Phasen der Konzeption, Umsetzung und Adjustierung strukturiert werden kann. Von Herrn Prof. Dr. jur. Wolfgang Schild der Universität Bielefeld erhielten wir einen Einblick in rechtliche Fragen der Einwilligung vulnerabler Personengruppen. Grundsätzlich ist eine Einwilligung ein Aufopferungsakt, da man auf einen zustehenden rechtlichen Schutz verzichtet. Der rechtliche Grundsatz wird durch den lateinischen Ausdruck volenti non fit iniuria beschrieben, die Umsetzung muss dafür aber auch rechtlichen Anforderungen genügen: So muss die einwilligende Person den Fähigkeiten der intellektuellen Einsicht und voluntativen Willensbildung befähigt sein, und Informationen erhalten, was geschieht, auf was man verzichtet und welche Risiken, Chancen und Alternativen mit der Einwilligung einhergehen. Dabei ist die Einwilligung keine rechtliche Willenserklärung sondern ein Ausdruck des Selbstbestimmungsrecht und kann im Gegensatz zu geschlossenen Verträgen jederzeit widerrufen werden. Der abschließende Vortrag von Dr. jur. Thilo Weichert vom Netzwerk Datenschutzexpertise behandelte die Themen Sensorik, automatische Entscheidungen und Persönlichkeitsschutz. Mit den technischen Entwicklung unter anderem im Mobile Computing und Social Communities wird es möglich automatisiert personalisierte Entscheidungen zu treffen. Beispiele sind hier unter anderem in Medizin, Spiel, Werbung und Arbeitswelt, die auch große Risiken beinhalten können: Durch intransparente Kreditscoring-Verfahren kann das Leben von Menschen beispielsweise radikal beeinflusst werden. Ebenso drohen der Verlust der Vertraulichkeit und Wahlfreiheit, es wird Tür und Tor der Diskriminierung und Manipulation geöffnet und Menschen können schaden nehmen. Daher muss es sowohl eine unbedingte Beachtung der datenschutzrechtlichen Grundlagen und gleichzeitig eine Achtung vor Kernbereichen privater Lebensgestaltung ganz im Sinne von Artikel 7 der europäischen Grundrechte-Charta geben, was in globaler Sicht große Herausforderungen beinhaltet. Der Workshop bot ein gebündeltes Bild zur rechtwissenschaftlichen Begleitforschung und war für die Teilnehmenden in vielen Aspekten relevant und lehrreich. Die Darstellung der Fragestellungen und Erkenntnissen aus thematisch verwandten Projekten wird für die Umsetzung im Terrain Projekt eine große Hilfe sein. Besonderer Dank gilt Prof. Dr. Wolfgang Schild und Dr. Thilo Weichert, dass sie uns für persönliche Kommentare in dieser Folge zur Verfügung standen. Weiterführende Informationen Das Recht muss mit den technischen Entwicklungen Schritt halten, Pressemitteilung der FH Bielefeld zum Workshop, 22.11.2016.

Was, wenn unser Sehvermögen stark nachlässt oder gar nicht (mehr) vorhanden ist? Es gibt in Deutschland ca. 100.000 blinde und rund 1 Mio. sehbehinderte Menschen. Das Studienzentrum für Sehgeschädigte beschäftigt sich mit verschiedenen Ansätzen von Technologien, um vor allem die Mobilität für Sehgeschädigte zu verbessern. Dahinter steckt eine Komplexität, die diese Podcast-Folge versucht, zu skizzieren. Viele Alltagshilfen für Sehgeschädigte existieren heute schon und auch schon lange. Doch der technologische Fortschritt schafft natürlich auch hier vor allem eine immer verbesserte Mensch-Technik Interaktion, die für Sehgeschädigte entsprechend genutzt werden kann (zum Beispiel geht es um die Frage, wie man Hindernisse über Tonsignale signalisiert). Themen: - Welche Stufen von Sehen, schlechtem Sehen oder Nicht-Sehen gibt es? - Projektbeschreibung Terrain Projekt - Bildverarbeitungsverfahren für die verbesserte Mobilität für Sehgeschädigte (Stichwort: Smartphone) - Aufgaben des Studienzentrums für Sehgeschädigte - Wie leicht ist es für Sehgeschädigte, die Technologien, die (neu) entwickelt werden, zu nutzen? - Welche Erkenntnisse aus der Automobil-Industrie gewonnen werden können - Das Netzwerk von Terrain Project und erste Ergebnisse nach 6 Monaten Projektzeit - Wie der praktische Nutzen der neuen Forschungsergebnisse vermittelt wird - Was ist in der Zukunft möglich? - Die Aufgaben des Accessibility Lab am KIT (u.a. Anwendungen für die Gesichtserkennung)    Podcast-Tipps: Wissenschaftspodcast zur Mathematik http://modellansatz.de/ und der Podcast zum Terrain Projekt http://www.terrain-projekt.de/podcast

Nora Weinberger und Sebastian Ritterbusch unterhalten sich über Innovationsprozesse in der Technologieentwicklung und das Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT): Die Analyse von Technikfolgen und den Wechselwirkungen von Technik und Gesellschaft ist äußerst interessant für Themenfelder wie beispielsweise die sozialen Medien in der Wissensgesellschaft, die Endlagersuche für nukleare Endprodukte im Energiesektor, wie auch den Umgang mit dem demographischen Wandel und der Nachhaltigkeit. Viele der Themen sind gesellschaftliche Grand Challenges und werden teilweise schon aus historischen Gründen am KIT länger untersucht: Das in das KIT eingeflossene ehemalige Forschungszentrum Karlsruhe hatte einen Forschungsbereich zur Kernkraft. Der Institutsleiter Prof. Dr. Armin Grunwald war so auch am Abschlussbereicht der Kommission zur Lagerung hoch radioaktiver Abfälle beteiligt und ist Mitglied im unabhängigen Nationalen Begleitgremium zur Endlagersuche. Das ITAS ist nicht nur räumlich vom KIT Campus Nord in die Innenstadt und die Gesellschaft gezogen, sondern sucht in vielen Richtungen den Kontakt zu den eigentlichen Experten für den „Lebensalltag“. Ein Beispiel, wie das ITAS die Ergebnisse und Kontroversen zur Diskussion aktiv zu den Bürgerinnen und Bürgern bringt, ist die Veranstaltungsreihe Technik Kontrovers: Hier werden nicht nur Themen vorgestellt, sondern intensiv die Beteiligung von Bürgerinnen und Bürgern in Entscheidungsprozesse gefördert. Das Arbeitsgebiet von Nora Weinberger im Terrain Projekt liegt im Bereich der Innovationsforschung: Unter dem Begriff Innovation versteht man hier sowohl die technische Innovation als auch die soziale Innovation in Kombination. Die Betrachtung des Begriffs stellt auch die Frage, welche Innovationen und Technik sich betroffene Menschen eigentlich wünschen. Denn zu leicht können technische Innovationen an den Bedürfnissen der Gesellschaft vorbeigehen. So kann man auf der einen Seite noch im Innovationsprozess unerwünschten Technikfolgen entgegentreten und durch die frühe Beteiligung auch eine höhere gesellschaftliche Akzeptanz erzeugen. Die Veränderungen, die sich in der Gesellschaft durch technische Innovationen ausbilden können, sind ein Aspekt der sozialen Innovationen, die die technische Seite im optimalen Fall begleiten und unterstützen, aber auch eine ganz eigene Entwicklung ausbilden können. Eine besondere Herausforderung ist dabei die Technikvorausschau, die in Zusammenarbeit mit Experten verschiedener Bereiche erstellt wird. Dabei wird jedoch keine Zukunft vorhergesagt, sondern es werden mögliche Zukünfte, also mögliche Zukunftsszenarien, diskutiert und analysiert. Wirksam werden die verschiedenen Zukünfte durch ihre Wirkungen, und in der neutralen Bewertung der Folgen können Risiken von Entwicklungen sachlich behandelt und damit beispielsweise politische Entscheidungsträger beraten werden. Dies ist unter anderem ein Arbeitsgebiet des durch das ITAS betriebene Büro für Technikfolgenabschätzung am Bundestag (TAB). Ein großes Themengebiet der ITAS ist der demographische Wandel, also der Alterung der Gesellschaft und den unter anderem damit verbundenen steigenden Anforderungen im Bereich der Pflege. Wo zunächst eine Abneigung gegen technische Lösungen vorwiegen kann, ermöglicht die Teilhabe und Partizipation eine gesteigertes Akzeptanzbewusstsein und Interesse an neuen Verfahren. Ein Aspekt der alternden Gesellschaft ist die stark steigende Anzahl von Menschen mit Demenz. Demenz ist dabei ein Sammelbegriff für ein Phänomen, das fortschreitend verläuft und durch schwere Verluste höherer kognitiver Funktionen, insbesondere des Gedächtnisses, des Denkens, der Orientierung, der Lernfähigkeit, der Sprache, aber auch des Urteilsvermögens, gekennzeichnet ist. Neben den beschriebenen kognitiven Einbußen gehen Veränderungen des Gefühlslebens, aber auch des Verhaltens mit der Demenz einher, die sich zu Depressivität, Wahn und extremer Unruhe entwickeln können. Mit dem Fortschreiten der Demenz ist ein zunehmender Verlust der geistigen Leistungsfähigkeit festzustellen, der sich unter anderem in einer abnehmenden Fähigkeit zeigt, Alltagsprobleme eigenständig zu lösen, sodass Menschen mit Demenz einen zunehmenden Selbständigkeitsverlust erleben und immer mehr auf Unterstützung angewiesen sind. Die extreme Unruhe von Menschen mit Demenz kann sich dabei in einem hohen Bewegungsdrang (sog. „Wandering“) äußern. In Kombination mit den beschriebenen Defiziten können diese zu einem Selbstgefährdungspotential führen, weil eine örtliche Orientierung kaum oder gar nicht mehr möglich ist. Andererseits wird gerade Bewegung als Intervention zur Aktivierung der Gehirnfunktion und zur Teilhabe am sozialen Leben empfohlen. Die Bewegung kann damit als eine wirkungsvolle und nebenwirkungsarme Schlüsselkomponente bei der Pflege und Betreuung von Menschen mit Demenz angesehen werden. Mit ihr ist sowohl eine motorische als auch eine sensorische, aber auch eine soziale Aktivierung verbunden, die sich auf die subjektive Lebensqualität und den funktionellen Status der Menschen mit Demenz auswirken und dazu beitragen, Stürze, Kontrakturen sowie Dekubitus zu verhindern. So können bestehende Ressourcen so lange wie möglich erhalten, und eine hohe Pflegeintensität kann hinausgezögert werden. Die Realisierung von Bewegung vor allem außerhalb der Einrichtung stellt allerdings die Pflegenden, die Bewohner und deren Angehörige, aber auch die Bürger im Quartier vor eine dilemmatische Situation: Einerseits soll die Selbstständigkeit der Menschen mit Demenz gefordert und gefördert werden, andererseits besteht in Abhängigkeit von der Tagesform und den individuellen kognitiven Fähigkeiten der Wunsch der Pflegenden und der Angehörigen nach Sicherheit, was dann häufig mit Formen von Freiheitsentzug korreliert. Dies führt dazu, dass die eigentlich gewollte Selbstbestimmung und Selbstständigkeit durch Sicherheitserwägungen und Furcht vor Selbstgefährdung eingeschränkt wird. Hieraus folgend muss es in der pflegerischen Praxis darum gehen, das dargelegte Spannungsfeld von Freiheit und Selbstbestimmung versus Sicherheit mit den Beteiligten zu thematisieren und Bewegung innerhalb und außerhalb der Einrichtung zu ermöglichen. Ziel ist es, das „Draußen aktiv“ unter dem Motto: „So viel Freiheit wie möglich, so viel Schutz wie nötig“ zu gestalten. Ausgehend von diesen spezifischen Problemlagen widmete sich das Movemenz-Projekt der Fragestellung, ob und wie zu entwickelnde technische Artefakte Formen der Unterstützung anbieten können, um die Grundanforderung „Bewegung“ in einem gerahmten Pflegesetting aufrechterhalten, bzw. zu unterstützen. Dafür hat das Forschungsteam die Institutionen für einige Wochen zur teilnehmenden Beobachtung besucht und anschließend mit den beteiligten Personen (Betroffenen, Pflege- und Betreuungskräften, Angehörigen und Ehrenamtlichen sowie Vertretern des Quartiers) die auf Mobilitätsaspekte bezogenen Ergebnisse besprochen. In einem weiteren Schritt wurden die Beobachtungen mit einem Team von Technikentwicklern diskutiert, um technische Lösungsansätze und Entwicklungsmöglichkeiten zu erforschen. Basis für die Vorgehensweise im Projekt war der Ansatz der Grounded Theory: Hier wurden alle für die Forscher und Allgemeinheit verfügbaren Informationen wie Webseiten oder die teilnehmende Beobachtung genutzt, um daraus unbeeinflusste Thesen zu formulieren und zu begründen. Die Grounded Theory ist ein weit akzeptiertes sozialwissenschaftliches Vorgehen, um strukturiert und begründet Erkenntnisse erhalten, und erinnert in gewisser Weise nach einem Design Pattern aus der Informatik. Im skandinavischen Film Kitchen Stories von 2003 wird das gewählte Vorgehen der teilnehmenden Beobachtung einer kritischen und gleichzeitig humoristischen Betrachtung unterzogen. Ein Ergebnis und Beispiel für eine mögliche Innovation, die sich statt aus einem Technology Push aus den Beobachtungen, Diskussionen mit Betroffenen und den Technikentwicklern also einem Demand Pull herausgebildet hat, ist die Möglichkeit Menschen mit Ortslokalisierung zu helfen. Diese Technikdee wird zusammen mit einer starken sozialen Innovation einem unterstützenden Helfernetz im QuartrBack-Projekt untersucht. Den Ansatz neben dem Technology Push auch den Demand Pull zu setzen und im Vorfeld die Technikfolgen zu beachten wird auch im Terrain Projekt umgesetzt: So werden entsprechend interdisziplinäre Experten befragt, um weitere Anforderungen und Aspekte frühzeitig in die Entwicklung einfließen zu lassen. Ebenso werden im Projektverlauf mit Bürgerbeteiligung auch intensiv mögliche Technikfolgen und vorab Bedenken, aber auch Chancen des Technikeinsatzes untersucht. Publikationen und weiterführende InformationenN. Weinberger, J. Hirsch: Welche Art von mobilitätsfördernder Technologie ist im Pflegearrangement von Menschen mit Demenz zur Bedarfserfüllung notwendig? Aushandlungsprozesse zwischen Pflegekräften und Technikentwicklern. In: VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (Hrsg.): Zukunft Lebensräume. Proceedings des 9. AAL Kongresses 2016. Berlin, Offenbach: VDE 2016, S. 216-220 T. Zentek, N. Weinberger, C. Brändle, J. Hirsch: Analyse von Anforderungen an eine intelligente Notfallkette für Menschen mit Demenz im Quartier – Das Projekt QuartrBack. In: VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (Hrsg.): Zukunft Lebensräume. Proceedings des 9. AAL Kongresses 2016. Berlin, Offenbach: VDE 2016, S. 213-215 N. Weinberger, B.-J. Krings, M. Decker: Enabling a mobile and independent way of life for people with dementia – Needs-oriented technology development. In: Dominguez-Rué, E.; Nierling, L. (Hrsg.): Ageing and technology. Perspectives from the social sciences. Bielefeld: transcript 2016, S. 183-204 M. Decker, N. Weinberger: Was sollen wir wollen? Möglichkeiten und Grenzen der bedarfsorientierten Technikentwicklung. In: Weidner, R.; Redlich, T.; Wulfsberg, J.P. (Hrsg.): Technische Unterstützungssysteme. Berlin Heidelberg: Springer Vieweg 2015, S. 19-29 N. Weinberger, M. Decker: Technische Unterstützung für Menschen mit Demenz? Zur Notwendigkeit einer bedarfsorientierten Technikentwicklung. Technikfolgenabschätzung – Theorie und Praxis 24(2015)2, S. 36-45 N. Weinberger, M. Decker, B.-J. Kriegs: Pflege von Menschen mit Demenz–Bedarfsorientierte Technikgestaltung. Schultz, T.; Putze, F.; Kruse, A.(Hg.): Technische Unterstützung für Menschen mit Demenz, Symposium. Vol. 30. No. 1.10. 2014. Podcast A. Grunwald: Armin Grunwald und die Zukünfte, Gespräch mit H. Klein im Resonator Podcast Folge 25, Holger Klein/Helmholtz-Gemeinschaft, 2014.

Der Podcast ist Teil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten TERRAIN Projekts zur Verbesserung der Orientierung und Mobilität von blinden und sehgeschädigten Menschen. Ohne den Sehsinn verbleibt unter anderem noch der Hörsinn, der Tastsinn beispielsweise für den Untergrund unter den Füßen und der Langstock. Sehr wichtig ist die Durchführung eines Mobilitätstrainings, wo Wege erlernt werden, aber auch wie man sich in unbekanntem Terrain orientieren kann. So behandelt der Podcast, wie Menschen neues Terrain betreten, welche Forschungsergebnisse und Technologie dafür eingesetzt werden können, was es neues im TERRAIN-Projekt gibt, und welche gesellschaftlichen Fragestellungen sich dabei ergeben. Der Einzug von Navigationssystemen in unser Leben hat nicht nur Sehenden die Mobilität und Orientierung verbessert, sondern auch für Blinde helfen diese auf Smartphones sich besser in ihrer Umgebung zurecht zu finden. Leider können Navigationssysteme nur wenig über den Weg vor einem sagen, Kreuzungen und Ampeln erkennen oder die Position von Hauseingängen identifizieren- hier gibt es noch viel zu tun.