• Projektbeschreibung

Das intelligente Bett

Kurzbeschreibung

Im Bereich der intelligenten Möbel hat unser Living Lab auch ein mit Sensoren ausgestattetes Bett zu bieten. Dieses kann dazu verwendet werden, die Position und Lage von einer oder zwei Personen zu analysieren, um so Schlussfolgerungen über das Schlafverhalten treffen zu können. Zum Beispiel wird der liegenden Person Feedback darüber gegeben, ob die angenommene Position gesund für den Rücken ist oder nicht. Ebenso werden Analysen der Schlafphasen durch ein Monitoring der Bewegungen ermöglicht. Weitere praktische Anwendungen ergeben sich zum Beispiel für Pflegeeinrichtungen, um beispielsweise das Wundliegen bewegungsunfähiger Patienten zu verhindern. Denkbar ist aber auch eine Anbindung an ein Heimautomatisierungssystem zur Kontrolle der Umgebung (z.B. das Licht wird angestellt, sobald der Benutzer das Bett verlässt).

Technischer Aufbau

Im Gegensatz zu der intelligenten Couch wird, neben der allgemeinen Erkennung der Position auf dem Bett (liegen/sitzen/…), auch eine kontinuierliche Lokalisierung angegeben. Bewegungen können demnach feingranularer aufgezeichnet werden. Ermöglicht wird dies über eine lineare Approximation über acht im Bett verbauten kapazitiven Sensoren. Der Körper wird hierbei als ein zylindrischer Körper abstrahiert und auf dieser Basis die benötigten Daten berechnet. Das im Bett verbaute OpenCapSense Board lässt sich über USB oder per Funk mit einem Host-PC verbinden.

Indoor-Lokalisierung und Falldetektion

Kurzbeschreibung

Was mit dem CapTab in klein geht, ist auch im großen Maßstab möglich. Indoor-Lokalisierung auf Basis von kapazitiven Sensoren ist zwar schon käuflich auf dem Markt erhältlich, allerdings noch sehr teuer in der Anschaffung. Eine von IMA entwickelte Adaption der Sensoranordnung erlaubt es, solche Techniken deutlich billiger in neue oder vorhandene Wohnbereiche zu integrieren. Ob Teppich, Parkett oder Fliesen – die benötigten Komponenten lassen sich unter jedem Belag anbringen. Hierdurch wird die von Menschen belegte Fläche auf dem intelligenten Belag messbar. Nützlich ist dies für die Heimautomatisierung, in dem zum Beispiel Warnungen ausgegeben werden, wenn beim Verlassen der Wohnung kritische Komponenten (z.B. der Herd)  noch aktiv sind. Denkbar ist auch, dass das Licht schon vor dem Betreten eines Raumes automatisch eingeschaltet wird. Auch die Einbruchssicherung durch die Detektion unerlaubter Bewegungen wird hierdurch ermöglicht. Ein weiterer besonders wichtiger Anwendungsfall ist es, zu erkennen, ob eine Person auf dem Boden liegt. Wird hier ein Zeitlimit überschritten, kann eine automatische Nachfrage nach dem Wohlbefinden erfolgen.

Technischer Aufbau

Die entwickelte Sensortechnik beruht darauf, dass die Sensoren nicht in den Boden, sondern in den Fußleisten integriert werden. Der Bodenbelag besteht dann nur noch aus simplen Leiterbahnen als Antennen. Hierdurch wird ein wesentlich billigerer Einbau erlaubt, da sich der Belag leicht, schnell und somit kostengünstig einsetzen lässt. Für 5qm fallen im aktuell verfügbaren Prototypen (ein Teppich mit Sensoren) lediglich ca. 100€ Mehrkosten an (im Vergleich zum Basispreis des Teppichs). Der Prototyp wird momentan über USB mit einem PC verbunden und ist in der Lage Stürze zu erkennen. Ein verbesserter Prototyp ist zur Zeit in Arbeit.

Laserunterstützung von Zeigegesten durch »EAGLE«

Kurzbeschreibung

Zeigegesten, wie in »Zeigegestensteuerung für den Heimbereich« vorgeschlagen, mögen zwar leicht zu verstehen sein, dennoch bleiben hier zwei große Herausforderungen. Zum einen kann man nicht davon ausgehen, dass ein Benutzer immer vor einem Monitor steht, welcher ihm Feedback über seine Interaktion gibt. Zum anderen interpretiert jeder eine Zeigegeste anders. Während eine Person eher vom Auge über die Hand auf Geräte zielt, zeigt eine andere Person über die Verlängerung des Unterarms. Deshalb wurde der »EAGLE« mit einem entsprechenden Framework realisiert. Hierbei handelt es sich um einen mit zwei Elektromotoren versehenen Roboterarm, an dessen Ende ein Laser angebracht ist. In Kombination mit einer möglichst exakten virtuellen Repräsentation der Umgebung (siehe auch »Rekonstruktion von Wohnumgebungen«) und einem verbundenen Tracking-System kann der Laser stets auf den aktuellen Schnittpunkt von Zeigegeste und Umgebung ausgerichtet werden. Durch z.B. Blinken des Lasers kann die Interaktion erweitert werden und reaktive Geräte in der Umgebung sowie Bestätigungen von Aktionen an beliebige Stellen im Raum projiziert werden. Zudem erhält der Benutzer ein direktes Feedback darüber, ob seine intrinsische Interpretation der Zeigerichtung und die Auswertung des Systems übereinstimmen und kann so sein Verhalten intuitiv anpassen.

Technischer Aufbau

Der EAGLE besteht aus zwei um jeweils 180° beweglichen, ineinander aufgehängten und programmierbaren Elektromotoren. Das zugehörige Framework erlaubt eine beliebige Positionierung (in Rotation und Translation) des Gerätes, es muss lediglich dessen genaue Position relativ zur Umgebung bekannt sein. Jetzt genügt eine Angabe des zu fokussierenden Schnittpunktes im Raum und der Laser wird entsprechend ausgerichtet. Das im EAGLE verwendete OpenCapSense Board kann über Bluetooth mit einem beliebigen Rechner verbunden und gesteuert werden. Der Laser kann den entsprechenden Zeigegesten in nahezu Echtzeit folgen. Um Geräte selektieren zu können, »rastet« der Laser bei reaktiven Elementen in deren Zentrum kurz ein.

 

VAALIDATE – Planung von barrierefreien Bauvorhaben

Kurzbeschreibung

Die Simulationsumgebung »VAALIDATE« ermöglicht es Architekten, ihre Bauvorhaben vor der Umsetzung hinsichtlich der Barrierefreiheit zu prüfen. Dazu setzen sich die Bauherren in einen Rollstuhl und fahren damit durch das per 3-D-Technik simulierte, geplante Gebäude. Nicht rollstuhlgerechte Bereiche werden so identifiziert. Als Grundlage für die Simulation dienen die in der Branche üblichen softwareunterstützten Baupläne. »VAALIDATE« trägt auf diese Weise zu einer behindertengerechten Konstruktion von Gebäuden bei und verbessert die gesellschaftliche Integration von Menschen mit Handicap. Mehr Informationen hierzu können sie auch über folgendes Video erhalten: http://www.youtube.com/watch?v=X6nnrOU1Mc0&feature=youtu.be. Das Projekt ist einer der Gewinner der Initiative »Land der Ideen« vom Jahr 2012 (http://www.land-der-ideen.de/365-orte/preistraeger/fraunhofer-simulationsprogramm-vaalidate)

Technischer Aufbau

Ein eigens entwickelter Prototyp eines Rollstuhls mit integrierten Sensoren erlaubt die Bewegung durch einen virtuellen Raum mittels Bewegung der Räder von diesem. Die mit dem vom Fraunhofer IGD entwickelten Instant-Player realisierte Umgebung beinhaltet entsprechende Schnittberechnungen, um potentielle Hürden erkennen zu können. Mit einem speziellen Eingabegerät können Objekte der virtuellen Welt manipuliert und somit zusätzlich überprüft werden, ob Elemente wie Schränke, Türgriffe oder Schlüssel auch wirklich vom Rollstuhl aus erreichbar sind. Die Darstellung der Simulation kann entweder auf der hochauflösenden Projektionswand des Fraunhofer IGD oder einem beliebigen Monitor/Beamer erfolgen.

Leitthemen

Technologien