{"id":613,"date":"2018-04-09T22:00:00","date_gmt":"2018-04-09T22:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/framos.com\/articles\/allwissende-staubsauger-sind-nur-der-anfang\/"},"modified":"2024-04-24T21:20:20","modified_gmt":"2024-04-24T21:20:20","slug":"allwissende-staubsauger-sind-nur-der-anfang","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/framos.com\/de\/fachartikel\/allwissende-staubsauger-sind-nur-der-anfang\/","title":{"rendered":"Allwissende Staubsauger sind nur der Anfang"},"content":{"rendered":"

Die n\u00e4chste Entwicklungsstufe der der Bildverarbeitung macht Maschinen zu intelligenten Partnern – Innovative und komplett integrierte Anwendungen in Industrie und Alltagsleben profitieren von der Kombination aus 3D Technologie und K\u00fcnstlicher Intelligenz.<\/p><\/blockquote>\n

Bildverarbeitung ist eine der Schl\u00fcsseltechnologien in Automatisierung, Robotik und der Smart Factory. Mit bildbasierter k\u00fcnstlicher Intelligenz bieten Vision Systeme exakte Analysen von Umgebungen und Objekten. Die 3D-Technologie entwickelt sich dabei mit einfach zu integrierenden Bausteinen zur neuen Normalit\u00e4t und generiert eine neue Wahrnehmungsebene in Echtzeit. Mit noch pr\u00e4ziseren und schnelleren Analysen k\u00f6nnen intelligenten Algorithmen damit valide Entscheidungen treffen. Mit Embedded Vision sowie neuartigen Anwendungen und Gesch\u00e4ftsmodellen werden Maschinen vom repetitiven Dienstleister zum intelligenten Partner.
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3D-Imaging und K\u00fcnstliche Intelligenz (KI) als einzelne Bausteine sind nicht mehr ganz neu, doch erst jetzt erreichtdie Bildverarbeitung mit der Kombination der beiden Technologien das n\u00e4chste Level. Der Grund daf\u00fcr liegt vor allem in der technischen Entwicklung und Digitalisierung der Bildverarbeitung, die in den letzten Jahren einen enormen Marktbedarf geschaffen und f\u00fcr Vision-Systeme den Sprung auf den Massenmarkt erm\u00f6glicht hat. Das sogenannte Perceptional Computing generiert mit 3D-Sensing eine neue Wahrnehmungsebene und die KI erm\u00f6glicht exakte Echtzeit-Analysen ohne die bei 2D \u00fcbliche Verzerrung und Verz\u00f6gerung durch Annahmen und Simulationen. Embedded Vision stattet die Maschinen quasi mit menschlichen Sinnen aus. Die visuelle 3D-Sensorik l\u00e4sst sehen, die KI verstehen, beides zusammen erm\u00f6glicht Maschinen und Ger\u00e4ten das Interagieren mit ihrer Umwelt und kognitives Lernen. In der industriellen Automatisierung k\u00f6nnen Maschinen und Roboter selbst valide Entscheidungen treffen.<\/p>\n

Maschinen und Ger\u00e4te mit integrierter Vision-Technologie lassen sich zudem ber\u00fchrungslos steuern. Das Tracking von Augen, Gesichtern und Bewegung ist Grundlage f\u00fcr intelligente und neuartige Konsumg\u00fcter, Sicherheitsanwendungen und auch industriellen L\u00f6sungen. \u00e2\u20ac\u017eSmart Homes\u201c etwa k\u00f6nnen mit einer Fingerbewegung gesteuert werden; Kaffeemaschinen erkennen, wer vor Ihnen steht und bereiten automatisch den Lieblingskaffee zu und Autos bremsen ab, sollte der Fahrer einschlafen.In der Industrie kommen vor allem die pr\u00e4zise Erkennung von Objekten sowie die exakte Erfassung von Position und Distanz zum Tragen. Integriertes 3D-Sensing erm\u00f6glicht es Robotern, wie Menschen zu greifen und vermeidet w\u00e4hrend der Bewegung Kollisionen mit der Umgebung. Drohnen fliegen um Hindernisse herum. Mit der Vernetzung mehrerer Roboter oder mit 3D-Sensing ausgestatteten Ger\u00e4ten, k\u00f6nnen Unternehmen f\u00fcr ihre Prozesse das volle Optimierungspotenzial intelligenter Algorithmen aussch\u00f6pfen.<\/p>\n

Hohes Potenzial f\u00fcr intelligente Roboter in Industrie und Logistik<\/h3>\n

Roboter sind in der Industrie bereits seit Jahrzehnten im Einsatz. Sie wurden programmiert, konnten Hindernisse in 2D erkennen, mithilfe von Markern im Raum navigieren und waren damit verl\u00e4ssliche Hilfsmittel. 3D-Sensing und KI-Algorithmen dagegen lassen industrielle Roboter zu wirklichen Partnern, zu mitdenkenden Kollegen, werden. Die vollst\u00e4ndig in die Roboter integrierte 3D-Technologie macht diese schnell, sie erkennen in Echtzeit f\u00fcr sie bisher unbekannte Objekte. Die Positions- und Distanzmessung basiert nicht mehr auf alten Daten, CAD-Modellen oder vage getroffenen Annahmen – die Roboter erkennen und handeln sofort, hochpr\u00e4zise. So k\u00f6nnen etwa \u00e2\u20ac\u017eRandom Picking\u201c-Anwendungen umgesetzt werden und in der die Qualit\u00e4tssicherung sind 3D-Kameras ebenfalls wesentlich schneller und genauer, dazu noch weniger kompliziert im Aufbau. Gerade dort, wo Mensch und Maschine sich einen Arbeitsraum teilen, ist die von 3D bereitgestellte Schnelligkeit und Pr\u00e4zision sicherheitsrelevant und kann beispielsweise Schutzz\u00e4une obsolet werden lassen. Mensch und Maschine k\u00f6nnen im wahrsten Sinne des Wortes Hand in Hand arbeiten.<\/p>\n

\"\"Selbstlernende Algorithmen erm\u00f6glichen eine Vernetzung der verschiedenen Ger\u00e4te und Maschinen im Internet of Things, so dass diese sich eigenst\u00e4ndig untereinander abstimmen k\u00f6nnen. Im Logistikbereich mit vielen unerwarteten und unvorhersehbaren Ereignissen ist diese M\u00f6glichkeit besonders relevant, sie erm\u00f6glicht aber auch eine Fertigung in Losgr\u00f6\u00dfe 1. Der gro\u00dfe Vorteil liegt darin, dass 3D-Imaging nicht trainiert werden muss, 3D sieht wie ein Mensch und lernt in Kombination mit KI selbst dazu. 3D-Technologie erm\u00f6glicht die einfache Interaktion und Zusammenarbeit zwischen Robotern und Mensch. Momentan erleben etwa kleine Logistikroboter einen gro\u00dfen Boom. Die intelligenten und untereinander vernetzen \u00e2\u20ac\u017eR2D2\u2019s\u201c fahren durchs Lager, heben und bewegen Kisten, k\u00f6nnen Objekte greifen oder zum Menschen bringen, und r\u00e4umen diese Kisten und Objekte nat\u00fcrlich auch wieder auf. Mit einer exakten Objekt-, Positions- und Distanzerkennung basierend auf den 3D-Daten der integrierten Roboterkamera k\u00f6nnen die digitalen Dienstleister mittels SLAM-Kartographie ihre Umgebung sekundenaktuell erfassen und selbst\u00e4ndig navigieren. Sie erkennen sowohl feststehende als auch bewegliche Hindernisse und vermeiden Kollisionen auch in neuen, unbekannten Situationen. Mehrere vernetze Roboter kommunizieren untereinander und stimmen ihren Handlungen ab, sie sorgen damit selbstst\u00e4ndig f\u00fcr einen reibungslosen Ablauf im Lager und eine optimale Unterst\u00fctzung des Menschen und der Prozesse. Diese kleinen Allround-Roboter steigern die Effizienz in der Logistikkette immens.<\/p>\n

Zuk\u00fcnftig sind die kleinen oder gro\u00dfen Helfer auch als digitale Liftboys und Zimmerservice in Hotels oder Inventurservice in Superm\u00e4rkten denkbar. Der Flughafen M\u00fcnchen testet mit \u00e2\u20ac\u017eJosie Pepper\u201c bereits gerade einen mobilen Serviceroboter zur Information von Reisenden und begleitet sie zum richtigen Abfluggate.<\/p>\n

Smart Home – Neue Gesch\u00e4ftsmodelle f\u00fcr Staubsauger<\/h3>\n

Von digital \u00fcberwachten H\u00e4usern und selbst\u00e4ndig einkaufenden K\u00fchlschr\u00e4nken wurde bereits sehr viel gesprochen. Die vollst\u00e4ndig in die\"\"Haushaltsger\u00e4te integrierte 3D-Technologie und intelligente Algorithmen er\u00f6ffnen in den sogenannten Smart Homes viele neue Anwendungsm\u00f6glichkeiten, gerade die Haussicherheit und -\u00fcberwachung kann davon immens profitieren. Vieles ist bereits Realit\u00e4t, wie etwa Drohnen, die ein Live-Bild an das Handy des Hausbesitzers \u00fcbertragen, sobald im Garten verd\u00e4chtige Bewegungen erfasst werden – und es keine streunende Katze ist. Den h\u00f6chsten sichtbaren praktischen Nutzen im Alltag generiert die intelligente 3D-Technologie momentan f\u00fcr Staubsauger und Rasenm\u00e4her. Auch hier wurde mit 2D-Imaging bereits gute Arbeit geleistet, 3D aber macht den Unterschied. Mittels 3D-Erkennung werden Objekte nicht einfach anhand ihrer Umrisse erfasst, die KI kann Dinge einordnen und kategorisieren. So wird der Ehering eben nicht eingesaugt, sondern als \u00e2\u20ac\u017ewertvoller Schmuck\u201c gesichert. Und der Hundehaufen wird umfahren statt \u00e2\u20ac\u017eeingesaugt\u201c – YouTube zeigt bereits gen\u00fcgend (sehr lustige) Videos, wie 2D-Technologie Exkremente \u00fcber den gesamten Fu\u00dfboden verteilt. Mittels 3D-Navigation und dem intelligenten Kartografieren der Umgebung wird zus\u00e4tzlich eine strukturierte Reinigung m\u00f6glich. Statt mit taktiler Sensorik auf Kollisionskurs werden M\u00f6bel, Teppiche und B\u00e4ume vorab visuell erkannt und umfahren. Ein intelligenter Rasenm\u00e4her erkennt, wo die Rasenkante endet, stoppt genau dort und realisiert auch, dass der kleine Haufen im Gras ein Igel ist, dem er ausweichen muss.<\/p>\n

Die \u00e2\u20ac\u017eNext Level\u201c-Bildverarbeitung erm\u00f6glich neben den technologischen Vorteilen auch neue Gesch\u00e4ftsmodelle. Wer heute noch hohe Summen f\u00fcr einen Staubsaugerroboter ausgeben muss, k\u00f6nnte zuk\u00fcnftig mit werbebasierten Leasing-Modellen viel Geld sparen. Der intelligente und vernetzte Staubsauger kennt exakt die Gr\u00f6\u00dfe der zu reinigenden Wohnung, den Grundriss, die Marken und den Zustand der M\u00f6belst\u00fccke sowie den individuellen Einrichtungsstil. Damit lassen sich R\u00fcckschl\u00fcsse auf das Einkommen ziehen und bei entsprechendem Einverst\u00e4ndnis individualisierte Werbung anbieten. Ein M\u00f6belhaus kann damit potenziellen Kunden eine Couch vorschlagen, die von den Ma\u00dfen, dem Stil und dem Preis exakt zu ihren Wohnverh\u00e4ltnissen passt. Mit diesen datenbasierten Modellen w\u00e4re die Anschaffung des Staubsaugers sehr g\u00fcnstig, da der Hersteller seinen Gewinn mit dem Datenverkauf erzielt. Denkbar sind auch Leasing-Modelle, bei denen der Kunde pro Nutzung zahlt und entsprechend Werbung pr\u00e4sentiert bekommt.<\/p>\n

Ohne 3D k\u00f6nnten Drohnen nicht autonom navigieren<\/h3>\n

Drohnen bieten nachweislich bereits ein hohes praktisches Nutzungspotenzial f\u00fcr die integrierte 3D-Technologie mit KI. Keine der popul\u00e4ren selbstfliegenden \u00e2\u20ac\u017eFollow-Me\u201c-Drohnen k\u00f6nnte ohne diese Kombination navigieren. Intelligente Drohnen \u00fcberwachen das Wachstum in der Landwirtschaft und Hyperspektral-Drohnen k\u00f6nnen w\u00e4hrend der Ernte Steine von Kartoffeln unterscheiden. Die \u00c3\u0153berwachung von Industrieanlagen in unzug\u00e4nglichem Gel\u00e4nde ist ohne 3D-f\u00e4hige Drohnen gar nicht mehr vorstellbar, sie liefern bessere und genauere Daten als je zuvor, in Echtzeit. Dank der Miniaturisierung ist die moderne 3D-Technik so leicht und die Verarbeitungsprozessoren so klein, dass sie auch f\u00fcr ultraleichte Drohnen keine Einschr\u00e4nkung mehr darstellen. Den hohen Effizienz- und Innovationsgrad der Drohnen f\u00fcr Unternehmen spiegeln zwei kreative Praxisbeispiele.<\/p>\n

\"\"Ein Stromunternehmen etwa nutzt intelligente Drohnen f\u00fcr die \u00c3\u0153berwachung seiner Strommasten. Kein Techniker muss heute mehr standardm\u00e4\u00dfig gef\u00e4hrlich in die H\u00f6he klettern. Vielmehr kann der Techniker von unten eine Drohne steuern, welche die Bilder \u00fcbertr\u00e4gt und die Daten selbstst\u00e4ndig auswertet. Dabei misst und h\u00e4lt sie automatisch den korrekten Abstand und teilt dem Techniker m\u00f6gliche Auff\u00e4lligkeiten mit. Die Drohne lotst vor Ort in direkter Kommunikation mit dem Techniker, welcher nur noch bei Abweichungen eine Sichtpr\u00fcfung in luftiger H\u00f6he machen muss.<\/p>\n

Eine zweite \u00e2\u20ac\u017e\u00fcber den Tellerrand\u201c-gedachte Anwendung ist die Optimierung von Waren- und Logistikstr\u00f6men eines Unternehmens basierend auf \u00c3\u0153berwachung aus der Luft. Drohnendaten k\u00f6nnen alle Warenwege, LKW- und F\u00f6rderbewegungen sowie Prozesse eines Unternehmens sehr genau aus der Vogelperspektive betrachten und virtuell simulieren. So kann \u00e2\u20ac\u017eerkannt\u201c werden, dass etwa die LKW\u2019s f\u00fcr die Anlieferung immer zu fr\u00fch an der Rampe ankommen und damit f\u00fcr einen Stau in der Lieferkette sorgen. Mit dem Wissen der Drohnen l\u00e4sst sich die innerbetriebliche Logistik hocheffizient gestalten.<\/p>\n

Amazon’s GO ist ohne 3D-Vision und KI undenkbar<\/h3>\n

Eines der j\u00fcngsten und prominentesten Beispiele f\u00fcr den Einsatz von 3D-Technologie in Verbindung mit K\u00fcnstlicher Intelligenz ist Amazons Pilot-Supermarkt GO. Kunden brauchen dort kein Bargeld und m\u00fcssen an keiner Kasse zahlen; sie gehen einfach hinein, laden die gew\u00fcnschten Produkte ein und gehen mit einem vollen Einkaufswagen hinaus. Der Markt ist komplett kamera\u00fcberwacht und erkennt, welche Waren ein Kunde in seinen Wagen gelegt hat. Momentan ist der Markt f\u00fcr Mitarbeiter von Amazon ge\u00f6ffnet, er erkennt die Kunden per Gesichtserkennung und bucht direkt von der hinterlegten Kreditkarte ab. Intelligente Kameras registrieren den Gesichtsausdruck der einkaufenden Menschen. So kann ein Mitarbeiter seine Hilfe anbieten, wenn der Algorithmus einen fragenden Blick einf\u00e4ngt. Amazon selbst kann anhand dieser Daten sehr genau das Kundenverhalten, Reaktionen auf Produkte sowie Lauf- und Entscheidungswege analysieren und daraus gewinn- und umsatzsteigernde R\u00fcckschl\u00fcsse ziehen.<\/p>\n

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Neben industriellen und kommerziellen Anwendungen gibt es auch rein humanit\u00e4re Applikationen, wie etwa eineintelligente 3D-Brille f\u00fcr die Unterst\u00fctzung Sehbehinderter im t\u00e4glichen Leben. Die Brillen sind mit neuesten Stereokameras ausgestattet, intelligente Algorithmen \u00fcbersetzen die visuellen Signale in haptische und akustische Informationen. Der Blinde bekommt Stra\u00dfennamen, Tramlinien oder Schilder an Gesch\u00e4ften vorgelesen, die Audioinformation basieren auf der Erkennung von Formen, Objekten und Schriften. Positionen und Distanzen werden als haptische R\u00fcckmeldung \u00fcber ein mit Vibrationsmotoren ausgestattetes Armband geliefert. Je nachdem, wo sich ein Hindernis befindet, vibriert es an einer anderen Stelle am Arm. Der Blinde lernt quasi eine neue Art der Wahrnehmung, die es ihm erm\u00f6glicht, seine Umgebung vollst\u00e4ndig zu verstehen und sich zu orientieren.<\/p>\n

Das n\u00e4chste Level der Bildverarbeitung hat l\u00e4ngst begonnen. Anwendungen, die eine Kombination aus Embedded Vision, 3D-Technologie und K\u00fcnstlicher Intelligenz nutzen, haben sich l\u00e4ngst ihren Weg in den industriellen und gesellschaftlichen Alltag gesucht. In naher Zukunft werden diese Applikationen und solche, die die Menschheit sich heute noch gar nicht vorstellen kann, eine neue Normalit\u00e4t beschreiben. Was vor rund 150 Jahren die Gl\u00fchbirne bewirkte, k\u00f6nnte auch f\u00fcr das Potenzial von Bildverarbeitung und k\u00fcnstlicher Intelligenz gelten – irgendwann wird die Industrie und der Mensch sich nicht mehr vorstellen k\u00f6nnen, wie es ohne ging.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Die n\u00e4chste Entwicklungsstufe der der Bildverarbeitung macht Maschinen zu intelligenten Partnern – Innovative und komplett integrierte Anwendungen in Industrie und Alltagsleben profitieren von der Kombination aus 3D Technologie und K\u00fcnstlicher Intelligenz.<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":619,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false},"article-category":[],"article-tag":[],"class_list":["post-613","articles","type-articles","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/articles\/613","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/articles"}],"about":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/articles"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=613"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/619"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=613"}],"wp:term":[{"taxonomy":"article-category","embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/article-category?post=613"},{"taxonomy":"article-tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/framos.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/article-tag?post=613"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}