Mensch. Maschine. Umwelt. ZUKUNFT Sprecher: Prof. Dr. Andreas Tünnermann Fraunhofer IOF Jena

Transkript

1 Mensch. Maschine. Umwelt. ZUKUNFT Sprecher: Prof. Dr. Andreas Tünnermann Fraunhofer IOF Jena Dr. Gunther Notni Fraunhofer IOF Jena Seite 1

2 Das Programm Zwanzig20 Hintergrund der Förderinitiative Erweiterung der regionalen Fokussierung der Innovationsförderung in Ostdeutschland um einen überregionalen Ansatz Stärkung der Zusammenarbeit über die Ländergrenzen hinweg Einbindung und Herausbildung übergreifender Strukturen von Wirtschaft, Wissenschaft und Verwaltung Unterstützung neuer inter-, trans- und multidisziplinärer Kooperationen und Forschungsansätze Umsetzung der High-Tech-Strategie der Bundesregierung Seite 2

3 Das Programm Zwanzig20 Umsetzung in zwei Phasen: Phase I: Konzeptionelle Entwicklung des Strategieprozesses Phase II: Strategieumsetzung und Gestaltung der Prozesse Jury Entscheidung vom : 3DSensation ausgewählt (10/59) Ab 9/2013 Einleitung Strategiephase Roadmap-Prozess bis 12/2014 Umsetzungsphase: Förderung Verbundprojekte ab 1/2015 Seite 3

4 Mensch-Mensch-Kommunikation zwischenmenschliche Kommunikation basiert zu 80% auf dem visuellen Sinn Komplexe, dynamische, flexible und schnelle Entscheidungsprozesse Informationen aufnehmen, verarbeiten, interpretieren Gestik, Mimik, Körpersprache sind die grundlegenden Indikatoren Seite 4

5 Mensch-Maschine-Kommunikation Mensch-Maschine-Interaktion ist meist auf unnatürliche Nutzung von Eingabeund Ausgabemedien beschränkt Maschinen können komplexe Umgebungsszenarien nur unzureichend interpretieren Aversionen der Menschen gegenüber Technik (ethisch, rechtlich, psychologisch) Seite 5

6 Revolution der Mensch-Maschine-Interaktion Seite 6

7 Bedarfsfeld Produktion Mensch-Maschine-Interaktion in der Produktion 3D-Sehende Roboter ermöglichen Reintegration des Menschen in den automatisierten Produktionsprozess Hochdynamische 3D-Messtechnik für prozesssynchrone Qualitätsregelkreise (Null-Fehler) Bildquelle: Seite 7

8 Bedarfsfeld Gesundheit Mensch-Maschine-Interaktion für Medizin und Gesundheit Räumlich dreidimensionale und multidimensionale Methoden der medizinischen Diagnostik, Therapie und Prävention ( Theragnostik ) multidimensionale Sensorik, 3D-Visualisierung, persönlicher Trainer (Physiotherapeut), Hochauflösende 3D-Bildaufnahmen zur Erfassung des mimischen Affektausdrucks sowie begleitende Bewegungsanalysen ermögliche frühzeitige Diagnosen und erlauben neue Therapieansätze. 3D-Reha-Assistent 3D-Spektroskopie Seite 8

9 Bedarfsfeld Mobilität Mensch-Maschine-Interaktion im Automobil 3D-Umfelderfassung als Grundlage für autonome Mobilität 3D-Interaktion mit dem Fahrzeug für Navigation, Fahrerassistenz, Sicherheit und Entertainment Bildquelle: Daimler, Consumer Electronic Show, Las Vegas 2013 Seite 9

10 Bedarfsfeld Sicherheit 3D Szenen- und Personenerkennung für moderne Sicherheitskonzepte 3D-Merkmale zur sicheren Detektion von Personen und Gefahren 3D-Szenenanalyse und Aktivitätserkennung Monitoring und Analyse automatisiert unbemerkt/irritationsfrei schnell berührungslos Seite 10

11 Technologische Herausforderungen in 3D-Sensation 3D- Aufnahme 3D- Verarbeitung 3D-Ausgabe / Interaktion Herausforderungen Hochdynamische 3D-Erfassung Multimodale Erfassung Multisensorik Echtzeit 3D-Objekt- / Feature-Erkennung Big Data, Data-Mining Sensorkommunikation / high-speed Schnittstellen Mimik-Gestik-Erkennung Funktionale, nutzerangepasste Echtzeit- Informationswiedergabe in 3D Interaktion mit 3D-Kontent Seite 11

12 Technologische Herausforderungen in 3D-Sensation Technologische, ökonomische und gesellschaftliche Herausforderungen Ziel: Übergreifende Lösungen für wirtschaftlich relevante Bedarfsfelder sowie Kernbranchen der deutschen Industrie Seite 12

13 Partner im Konsortium > 45 Unternehmen (davon derzeit 18 aus Thüringen) > 30 kleine und mittelständische Unternehmen > 30 Unternehmen aus den neuen Bundesländern 20 Forschungsinstitute Deutschlandweit (5 aus Thüringen) Seite 13

14 3Dsensation Trend 3D & KMU 90% der 3D-Anbieter sind KMU Potentielles Umsatzwachstum von 15% p.a. für die deutsche 3D-Branche Mögliches Umsatzvolumen in 2020 > 35 Mrd. Starkes Wachstum in Bereichen der Gesundheit, der Mobilität und der Produktion Überdurchschnittliche Dynamik in der Herstellung von Mess-, Kontroll- und Navigationsinstrumenten Quelle: Prognos AG Seite 14

15 Cross Border Synergien in Thüringen Seite 15

16 Beispiel von Kerntechnologien aus Thüringen Optische Systeme auf der Basis der Facettenaugen Bio-inspirierte ultraflache optische Systeme auf der Basis von Facettenaugen der Insekten für zur Informationsaufnahme Miniaturisierte Abbildungssysteme ultraflache bildgebende Sensoren Ultraflache Projektionsoptiken zur strukturierten Beleuchtung, extrem flache, lateral weit ausdehnbare, mikrooptische Projektionssysteme großer Helligkeit Seite 16

17 Beispiel von Kerntechnologien aus Thüringen Plenoptische 3D-Kamera Seite 17

18 Beispiel von Kerntechnologien aus Thüringen Neue optische 3D-Sensorik zur Erfassung hochdynamischer Prozesse und bewegter Messszenen für unterschiedlichste Anwendungsszenarien 3D-Messraten von 100 3D-Bildern pro Sekunde mit mindestens 1 Mio. 3D-Bildpunkten High-speed Musterprojektion, Stereo- Bildverarbeitung, Pulslaserbasierte Verfahren, Seite 18

19 3Dsensation Eingeleiteter Strategieprozess Zukunftsworkshops zur Mensch-Maschine-Interaktion (19.3. Berlin / 5.6. Jena) Jeweils über 70 Experten aus Industrie und Wissenschaft, Politik und Verbänden Diskussion der bedeutendsten Herausforderungen in 3D-Anwendungen Identifikation von Synergiepotenzialen von 3D-Technologien und Anwendertechnologien Weitere Workshops 2013/2014 in Planung Ableitung der FuE-Projekte für die Umsetzungsphase 2015/2019 Seite 19

20 3Dsensation - Zusammenfassung "Intelligenz entsteht nicht in einer Maschine, sondern durch Kooperation und Interaktion des Menschen mit einer Maschine." Klaus Mainzer, Philosophie Professor an der Technischen Universität München Seite 20