Nao und Anna

Tanzen im Rampenlicht – Die Verbindung zwischen Robotik, Videoverarbeitung und Kunst

Ich mag Messen und Konferenzen, da nirgendwo sonst die Möglichkeit hat, mit so vielen verschiedenen Menschen, die ganz verschiedene Dinge erschaffen, an einem einzigen Tag zu sprechen. Die Embedded World, die jedes Jahr Ende Februar in der Messe Nürnberg stattfindet, ist eine solche Veranstaltung. Jedes mal ist es wunderbar, die Breite der Themen zu sehen, zu denen uns Leute ansprechen, und es macht Spaß, mit ihnen zu diskutieren und herauszufinden, welche unserer Tools rund um MATLAB & Simulink sie erfolgreich machen können.

Dies ist die deutsche Fassung meines Blog Posts »Dancing in the spotlight – The intersection between robotics, video processing and art«, der im Blog »MATLAB Spoken Here« erschien.

Tanzen: Auftritt Anna.

Leute bleiben vielleicht stehen, weil Sie sehen, wie unsere Hostess Anna den netten kleinen Nao Roboter zum Tanzen bringt, aber sie kommen ins Gespräch, weil sie eine Vision sehen, was sie selbst erreichen könnten. Was Sie auf dem Stand sehen, ist nur ein Katalysator für das, was in den Menschen schon drinsteckt, nur ein Anfangspunkt zu entdecken, welche Tools ihrem Anwendungsfall am besten dienen.

Bewegung: Auftritt Johann.

Auftritt Standbesucher Johann (nicht sein echter Name) von der Amrif GmbH (nicht seine echte Firma), ein kleiner bis mittelständiger Hersteller im Bereich von medizinischen Geräten seit 40 Jahren (nicht seine echte Branche). Als er mich ansprach, sagte er, er wäre stehen geblieben weil er bemerkt habe, wir würden irgendwie echte Bilddaten analysieren und wollte unbedingt mehr herausfinden. Auf dem Stand fand er eine andere Demonstration, in der ein Simulink-Modell auf einem Arduino-Board mit einer Webcam einen kleinen Ball erkennen und verfolgen ließ. Stellen Sie sich eine einfachere Version von diesem hier vor, aber Sie verstehen das Prinzip.

Der Grund, warum John neugierig, weil sie in ihrem Labor die Bewegungen von Menschen auf Video abstrahieren, um Anomalien im Muskeltonus herauszufinden und ein Werkzeug zur Selbstanalyse zur Verfügung zu stellen (nicht seine echte Anwendung). Sie programmierten von Hand, mit kaum Möglichkeiten zum schnellen Prototyping, und mit zusätzlichem Aufwand, die Funktionalität anzupassen, wann immer sie eine andere Kamera oder Hardware ausprobierten, um den Algorithmus besser laufen lassen zu können. Zu erfahren, dass er Videoverarbeitung in Simulink nutzen kann, war eine Erleichterung für ihn, da er Simulink aus seiner Studienzeit schon kannte. Zu sehen, dass er ausserdem Echtzeit-Prototyping mit dem günstigen Arduino Board vornehmen könnte, machte John geradezu enthusiastisch.

Netzstabilität: Auftritt Lynn.

Auftritt Lynn (nicht ihr echter Name), Ingenieur bei Sonnenschein AG (nicht ihre echte Firma), wo sie an Elektrogeneratoren arbeitet, die in Fabriken als Sicherungssysteme zur normalen Netzstromversorgung dienen (nicht ihre echte Anwendung). Sie hatte unsere Tools rund um Simulation elektrischer Systeme gesehen und sich gefragt, ob das nicht nur für ein einzelnes Gerät funktionierte, sondern für das Stromnetz einer Fabrik als Ganzes.

Nun, es ist nicht nur möglich, das Stromnetz einer Fabrik zu simulieren, Transpower aus Neuseeland ging noch einen Schritt weiter und simulierte das Stromnetz eines ganzen Landes. Sie tun dies, um die benötigte Energiereserve zu berechnen, die sie bereitstellen müssen, damit das Stromnetz stabil bleibt. Lynn hatte den nächsten Schritt getan, um ihr Problem zu lösen: Sie diskutierte mit einem unserer Applikationsingenieure um herauszufinden, was die genauen Bedürfnisse und ein möglicher Plan zur Implementierung der Lösung waren.

Was aber ist mit der Kombination aus Robotik, Bildverarbeitung und Regelung?

3D Bildverarbeitung: Auftritt Nao.

Auftritt Nao (sein echter Name) von Aldebaran (seine echte Firma). Nao ist der kleine Roboter vom Anfang diesen Artikels. Denken Sie an Bewegung. Denken Sie an Regelungstechnik. Denken Sie an Regelschleifen. Denken Sie an Simulink. Und jetzt schließen Sie Microsoft® Kinect® mit Unterstützung in MATLAB & Simulink an, eine der vielen Hardwareunterstützungen für Projektbasiertes Lernen. Kinect bietet 3D-Bildaufnahmen von Personen, die in MATLAB & Simulink in ein Netz transformiert werden, was es ermöglicht, Trajektorien für den Roboter zu berechnen. Der Rest ist ein normale Regelungssystemtheorie in Model-Based Design.

Microsoft Kinect Support in MATLAB & Simulink, courtesy MathWorks, Inc.

Sie bekommen: Eine Tanzmaschine, die die Bewegungen eines Menschen imitiert. Viel Spaß mit Ingenieurwesen, Wissenschaft, professionellen und ausbildungsnahen Entwicklungen, Regelung, Video, Datenanalyse. Und viele schöne Gespräche mit hellen Köpfen verschiedener Fachrichtungen, die entweder schon MATLAB & Simulink nutzen oder aber ihren Weg dorthin ausfindig machen. Um ihre Kunst zu leben und zu atmen.

Foto: Joachim Schlosser, Embedded World 2013. Screenshot: mit freundlicher Genehmigung von MathWorks.

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