KIT

Mit Sensorhut Räume spüren

| Redakteur: Sariana Kunze

Mit dem Annäherungshut ProximityHat machen KIT-Forscher es möglich, dass Sehbehinderte Räume spüren können.
Mit dem Annäherungshut ProximityHat machen KIT-Forscher es möglich, dass Sehbehinderte Räume spüren können. (KIT)

Forscher des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben mit dem ProximityHat ein tragbares System in Form eines Hutes entwickelt, das mittels Druck auf den Kopf die räumliche Umgebung informiert und hilft Hindernisse wahrzunehmen.

Ultraschallsensoren, Batterien und Druckstempel stecken in dem neuartigen System, das sich wie ein Hut oder Stirnband auf den Kopf setzen lässt. Seinem Träger übermittelt es durch schwächeren oder stärkeren Druck Information darüber, wie nah sich Wände, Durchgänge oder Gegenstände befinden. Das System mit dem Namen ProximityHat - deutsch etwa Annäherungshut - vermisst die jeweilige Umgebung in Echtzeit und könnte Sehbehinderte ebenso bei der Orientierung im Raum unterstützen wie Feuerwehrleute in einem verrauchten Gebäude.

Ultraschallsensoren erfassen den Raum

Sensoren und Druckstempel des ProximityHat vermitteln Informationen über die Umgebung. Mit dem tragbaren System wird es möglich die räumliche Umgebung und Hindernisse wahrzunehmen.
Sensoren und Druckstempel des ProximityHat vermitteln Informationen über die Umgebung. Mit dem tragbaren System wird es möglich die räumliche Umgebung und Hindernisse wahrzunehmen. (KIT)

Ziel der Entwicklung von ProximityHat ist ein präzise arbeitendes Hilfsmittel, das dem Nutzer Distanzinformation liefert, ohne ihn zu irritieren, wie dies bei der Kommunikation über Tonsignale oder Vibration der Fall sein kann. Der neue Ansatz, den der Diplomarchitekt Florian Braun für seine Bachelor-Arbeit im Fach Informatik am Lehrstuhl für Pervasive Computing Systems des KIT gewählt hat, nutzt die Reizwahrnehmung durch Druck. ProximityHat erfasst die Umgebung durch integrierte Ultraschallsensoren und übermittelt dem Nutzer per Druck auf den Kopf Information darüber, wie nah oder fern sich Hindernisse befinden. In sechs Modulen befinden sich Ultraschallsensoren, die zusammen den Raum horizontal in alle Richtungen mit einem Messbereich von einigen Zentimetern bis zu mehreren Metern erfassen. Die jeweils etwa fünf Mal fünf Quadratzentimeter großen Module vollziehen bis zu 50 Messungen pro Sekunde. Ebenfalls integriert sind mit elastischem Kunststoff umwickelte Stempel. Sie drücken umso stärker auf den Kopf des Trägers, je näher sich ein Hindernis befindet und warnen so vor Kollisionen. ProximityHat wurde während der mehrmonatigen Entwicklung in Benutzertests erfolgreich erprobt.

Informationsübermittlung per Druck war bislang selten Gegenstand von Untersuchungen. „Die Entwicklung ProximityHat erweitert die Sinneseindrücke, man kann einen Raum dadurch nicht nur sehen oder hören, wie es in ihm klingt, sondern ihn auch spüren“, sagt Matthias Berning, der die Bachelor-Arbeit betreut hat. Das Feedback durch Druck könnte Sehbehinderte und Blinde unterstützen, ihre Umgebung sicher, schnell und umfassend einzuschätzen. In Helme eingebaut könnte ProximityHat Feuerwehrleuten helfen, sich in verrauchten Räumen zurechtzufinden und Estrichlegern oder Monteuren solche Arbeiten zu erleichtern, die sie rückwärts gehend ausführen. Die Information per Druck habe gegenüber anderen Lösungen den Vorteil, keine anderen Sinne zu beeinträchtigen. Bestehende Systeme, die die Information über Töne oder Vibrationen übermitteln, würden oft als unangenehm, irritierend oder überfordernd empfunden, so der Autor der Arbeit.

So funktioniert sensorische Wahrnehmung von Druck

„Bislang standen zumeist Sehen und Hören zur Übermittlung digital erfasster Information an den Nutzer im Vordergrund, die Arbeit an ProximityHat weist nach, dass sie auch über die sensorische Wahrnehmung von Druck funktioniert“, sagt Professor Michael Beigl, Leiter des Lehrstuhls für Pervasive Computing Systems am KIT. Es sei denkbar, diese Wahrnehmungsfähigkeit auch auf anderen Gebieten zur Erweiterung von Sinneseindrücken zu nutzen, beispielsweise um von Sensoren gemessene Gefahren, etwa eine starke Luftverschmutzung, erkennbar zu machen. „Wir führen die sehr interessante Entwicklung im Zuge des von der EU geförderten Projekts Prosperity4All fort“, betont Beigl. Ziel des bis 2017 laufenden Projektes ist es, die Barrieren für Menschen mit Behinderung durch das Entwickeln digitaler Produkte und Dienstleistungen abzubauen.

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