Welches Potenzial hat Augmented-Reality f¨¹r kleine und mittlere Unternehmen (KMU)? Wie lassen sich damit verbundene Techniken einsetzen? Das zweite mit der IHK Region Stuttgart durchgef¨¹hrte Webinar der HFT Stuttgart zum Projekt ?SensAR¡° behandelte die Themenbereiche Sensoren, Datensicherheit und Lokalisierung. Ein Team aus je drei Professoren und Mitarbeitern erl?uterte den aktuellen Stand der entwickelten Tools.

Professor Dr. Dieter Uckelmann, Informationslogistiker an der HFT Stuttgart, erl?uterte zu Beginn die Idee hinter dem Projekt SensAR: Die Abk¨¹rzung steht f¨¹r ?Vermittlung von orts- und kontextbezogenen sensorischen Daten mittels Augmented Reality¡°. ?Kleineren und mittleren Unternehmen soll so ein leichterer Zugang zum Technologiefeld Augmented Reality erm?glicht werden¡°, betonte er. Der Ansatz konzentriert sich auf generalisierbare Abl?ufe, die in vielen Unternehmen vorkommen. Ziel ist es, Mitarbeitende in Unternehmen durch automatisierte Erfassung und digitalisierte Assistenzsysteme zu entlasten.

Herausforderung: Systeme vereinen

Der Technologiemarkt hat sich gerade in den Bereichen Funksensoren, Kommunikationstechnologien und Sensornetzwerke stark entwickelt und auch im Internet der Dinge (IoT) und Industrie 4.0 ist dieser Trend zu beobachten. ?Es fehlt bisher jedoch ein ganzheitlicher Ansatz, der Forschungsbereiche wie die dynamische Objekterkennung, Ortung, Sensorik und Standards, User Interface (Benutzerschnittstelle) sowie Datenschutz und Datensicherheit vereint¡°, erl?uterte der HFT-Professor.

Die meisten Teilnehmenden informierten sich haupts?chlich ¨¹ber die M?glichkeiten von Augmented Reality. Mit Forschungsantr?gen oder Zusammenarbeit mit Hochschulen gab es kaum Erfahrung.

Datensicherheit f¨¹r sensible Sensordaten schaffen

Prof. Jan Seedorf und Max Pengrin starteten mit ihrem Fachgebiet IT-Sicherheit. Sie erl?uterten die Vor- und Nachteile einer Verschl¨¹sselung der Daten direkt am Sensor (Datenquelle) mittels ?Attribute-Based Encryption (ABE)¡°. ?Durch die Verschl¨¹sselung der Daten direkt am Sensor k?nnen die Sicherheit und ?bertragungsgeschwindigkeit erh?ht sowie gleichzeitig Energiekosten eingespart werden,¡° so Seedorf.

Hierbei sind die Zugriffsrechte in der Verschl¨¹sselung mit integriert, die festlegen, wer die Daten lesen darf. Dieser Ansatz ist auch spontan variierbar, neue Nutzer und Restriktionen k?nnen einfach angelegt werden. Bei einer klassischen RSA-Verschl¨¹sselung werden die Daten w?hrend der ?bermittlung verschl¨¹sselt. Da sie aber an der Datenquelle oder dem -empf?nger unverschl¨¹sselt vorliegen, seien sie wenig sicher, betonten die Forscher. Weitere Vorteile der ABE-Verschl¨¹sselung liegen in einer deutlich h?heren Geschwindigkeit der Daten¨¹bertragung und dem Einsparen von Stromkosten.

Prof. Dr. Stefan Knauth

Kompass, Karten, Leuchtt¨¹rme und Schrittz?hler statt Knoten ¨C im Grunde arbeiten wir wie die alten Seefahrer, nur moderner.

Menschen oder Objekte in Geb?uden lokalisieren

Als zweites Thema stellte Prof Stefan Knauth vom Fachbereich Informatik, Mathematik und Geowissenschaften Anwendungsbeispiele zu Lokalisierung und Ortung in Geb?uden mit einem Smartphone vor. ?Kompass, Karten, Leuchtt¨¹rme und Schrittz?hler statt Knoten ¨C im Grunde arbeiten wir wie die alten Seefahrer, nur moderner!¡°, meinte er.

Bei der Indoor Positionsbestimmung mit dem Smartphone k?nnen unterschiedliche Sensoren des Smartphons genutzt werden, weniger geeignet seien dabei bisher Ultraschall und RF Ultra-Wideband.

Im Projekt konzentrieren sich Knauth und sein Mitarbeiter Sabo Sini auf Bluetooth da diese Technologie genauer als zum Beispiel die Ortung ¨¹ber WLAN habe und auch keine Daten etwa zu Google flie?en m¨¹ssen. Mittels der Bluetooth-Positionsbestimmung ¨¹ber ?Beacons¡° (Sender und Empf?nger) k?nnen auch typische Industrieumgebungen abgedeckt werden. Hier gibt es gr??ere Herausforderungen durch Stahltr?ger, Maschinen und h?ufige Umbauten ¨C mehr als in anderen Umgebungen. Gute Ergebnisse k?nnen in Kombination mit hinterlegten Raumpl?nen und Crowdsourcing-Daten f¨¹r die automatische Kalibrierung erzielt werden.

Datenflut harmonisieren im Industrial Internet of Things (IIoT)

Abschlie?end informierten Prof. Dieter Uckelmann mit Marc-Philipp Jensen ¨¹ber das gro?e Thema des sensorischen Bed¨¹rfnisses. In der vorhandenen Datenflut im Industrial Internet of Things (IIoT) stehen enorm viele Daten zur Verf¨¹gung. Meist seien sie jedoch nicht f¨¹r die Nutzerin oder den Nutzer oder als Use-Case (Anwendungsfall) aufgearbeitet, betonten die HFT-Forscher. Daten werden hier mit zus?tzlichen raumbezogenen und weiteren Attributen versehen, damit diese kontextbezogen f¨¹r unterschiedliche User und Fragestellungen gefiltert werden k?nnen.  ?Wir begegnen dem sensorischen Bed¨¹rfnis durch das Harmonisieren von IIoT-Datenfl¨¹ssen, um Informationen einheitlich im Kontext verschiedener Nutzer zusammenzuf¨¹hren¡°, erkl?rte der Informationslogistiker Uckelmann. Hierbei werden industrielle Standards ber¨¹cksichtigt und in einer einheitlichen Syntax und Semantik vereinheitlicht.

In SensAR wurde ein dynamischer Ansatz des Message Queuing Telemetry Transports (MQTT) gew?hlt mit Broker und einer virtuellen Bridge-Funktionalit?t. Dieser erm?glicht auch eine Dynamisierung und Strukturierung der Daten und ber¨¹cksichtigt auch ein Bandbreitenmanagement. Ziel ist die kontextbezogene Visualisierung der Daten in Augmented Reality-Anwendungen, was am Beispiel der RFID-Messkammer der HFT erl?utert wurde.

Im Anschluss an die drei Beitr?ge diskutierten die Teilnehmer*innen rege ¨¹ber Thema Echtzeitanforderungen und bereits vorhandene, erste Ans?tze, Daten direkt auf Chips durch Hersteller verschl¨¹sseln zu lassen. Die Tipps und Anregungen werden vom Projektteam weiterverfolgt, bestenfalls ergeben sich auch neue Ans?tze und Kooperationen.

Das Projekt SensAR wird von der Carl-Zeiss-Stiftung mit 750.000 € in der Programmlinie Transfer gef?rdert. Der Austausch mit Anwendern und Transfer der Ergebnisse hat daher in diesem Vorhaben eine sehr gro?e Bedeutung.

Ver?ffentlichungsdatum: 20. April 2021
Von Anja Ernst (anja.ernst@hft-stuttgart.de)