Studie - Universität Bremen

[wearLab]@tzi
TZI-Bericht Nr. 24
Studie „Technologische und
anwendungsorientierte Potenziale
mobiler, tragbarer Computersysteme“
Erstellt von Ingrid Rügge,
unterstützt durch Dr. Michael Boronowsky und Anke Werner und unter
Mitwirkung von Nils Behrens, Michael Dippold, Magda Mazurek, Hanna
Neuhaus, Tom Nicolai, Renate Post-González und Ansgar Schmidt
Technologie-Zentrum Informatik, Universität Bremen
Bremen, im Januar 2002
Beauftragt von:
Unterstützt durch:
Die Abbildungen, Schemata und Texte der vorliegenden Publikation wurden mit größter Sorgfalt
recherchiert und erarbeitet. Die VerfasserInnen können jedoch für evtl. verbleibende fehlerhafte
Angaben und deren Folgen weder eine juristische noch irgendeine andere Haftung übernehmen. Die
in dieser Studie erwähnten Soft- und Hardwarebezeichungen sind in vielen Fällen auch eingetragene
Warenzeichen und unterliegen als solche den gesetzlichen Bestimmungen.
Executive Summary
Technologische und
anwendungsorientierte Potenziale
mobiler, tragbarer Computersysteme
Papierlose elektronische Datenerfassung bei der Inspektion von Industrieanlagen vor Ort, virtuelle
Reiseführer, die die unmittelbare Umgebung erklären, oder multimediale Reparaturanleitungen direkt
am zu reparierenden Gerät sind keine wilden Utopien mehr, sondern handfeste Anwendungsbeispiele
für Wearable-Computing-Lösungen. Die vorliegende Studie liefert Einzelheiten zu eingesetzten und
verfügbaren Technologien, die derartige „mobile“ Tätigkeiten – jenseits von Schreibtisch und Büro –
unterstützen, und gibt einen Überblick über Anwendungsbereiche und Anwendungsfälle, in denen
diese neuen Technologien gewinnbringend eingesetzt werden können.
Der Begriff „mobiles, tragbares Computersystem“ wird heute sehr breit gefasst und bezeichnet alles,
was sich zwischen Notebook, Handy und intelligentem Stoff bewegt. Die Studie konzentriert sich
innerhalb dieser Bandbreite auf das noch junge, aber wirtschaftlich relevante und zukunftsträchtige
Paradigma „Wearable Computing“. „Mobil und tragbar“ wird mit „wearable“ gleichgesetzt und
bezeichnet das „Anziehen“ von Computerhardware: Der Rechner wird zusammen mit seinen Ein/Ausgabemedien so am Körper getragen, dass beide Hände für andere Tätigkeiten frei bleiben und der
Computer in der Bewegung genutzt werden kann. Prinzipiell ist jeder HandheldPC der neuesten
Generation – zu der sowohl PDAs als auch Smartphones gehören – verwendbar; in erster Linie kommen jedoch sogenannte „Wearable Computer“ zum Einsatz. Diese extrem kleinen, sehr robusten
Rechner besitzen die Leistungsfähigkeit von Laptops und sind maßgeschneidert für den Einsatz vor
Ort. Eine autonome Stromversorgung, die das Gerät bis zu einem ganzen Arbeitstag von 8 Std. im
Dauerbetrieb mit Energie versorgen kann, untermauern diese Eigenschaften. Bradley Rhodes1 (MIT),
Protagonist an der Schnittstelle zwischen Wearable Computing und Software-Agenten, charakterisiert einen Wearable Computer (kurz Wearable) folgendermaßen:
1
•
Portable while operational: Ein Wearable kann in der Bewegung benutzt werden.
•
Hands-free use: Die Interaktion mit dem Wearable ist so gestaltet, dass beide Hände frei
sind für andere Aufgaben.
•
Sensors: Ein Wearable ist mit Sensoren zur Wahrnehmung der physikalischen Umgebung
ausgestattet.
•
Proactive: Auch wenn der Wearable nicht aktiv benutzt wird, versorgt er die BenutzerIn mit
Informationen.
[Rho97]
i
ii
Executive Summary
•
Always on, always running: Der Wearable nimmt kontinuierlich Daten auf und ist „immer
im Einsatz“.
Darüber hinaus ist ein Wearable-Computing-System netzwerkfähig, wobei die Verwendung eines
drahtlosen Netzes als selbstverständlich angesehen wird. Die Art der Vernetzung und das verwendete
Protokoll sind nicht festgelegt; auf längere Sicht ist eine hybride Vernetzung zu erwarten, die situationsabhängig die geeignetste Verbindung herstellt. Die notwendigen elementaren Hardwarekomponenten für diese neue Generation von Computersystemen stehen bereits heute kommerziell zur Verfügung bzw. wurden für die nahe Zukunft angekündigt. Dazu gehören:
•
Wearable Computer z.B. von den Firmen Charmed Technology, Symbol Technologies,
Tiquit Computer, ViA, Xybernaut Corp. u.a.
•
Ausgabemedien, z.B. Monokulare Head-Mounted Displays (HMDs), hergestellt von
Microoptical, Microvision, TecGear oder einer anderen der gut ein Duzend Firmen in
diesem Bereich.
•
Eingabemedien, die von diversen Herstellern für die unterschiedlichen Arten der Eingaben
in Computersysteme hergestellt werden, z.B. Unterarmtastaturen, Chording Keyboards,
ohne Unterlage zu benutzende Zeige-Devices aber auch Kameras, Mikrofone und eine
Vielzahl verschiedenartiger Sensoren.
In den Markt Einzug gehalten haben mittlerweile sogenannte „Smart Clothing“. Sie integrieren
Informations- und Kommunikationstechnologie in Kleidungsstücke und Assessoires, wie Uhren und
Schmuck, oder in den Stoff. Alle genannten Komponenten werden in der vorliegenden Studie detailliert vorgestellt. Wearable Computing ist allerdings noch sehr jung, so dass viel Raum für Neuentwicklungen, Lösungen und Produkte bleibt. Die Untersuchung dieser Technologie hat kommerziell
verfügbare Hardware-Komponenten zutage gebracht; ein beträchtlicher Teil der in den dokumentierten Anwendungsbeispielen realisierten Lösungen besteht jedoch aus Prototypen und Selbstbauten.
Das gilt in besonderem Maße für die Software. Für PDAs und Smartphones wurden neue Betriebssysteme und Anwendungsprogramme entwickelt, die den Geräten angepasst sind und eine eingeschränkte Funktionalität zur Verfügung stellen. Sie unterstützen im Prinzip aber nur Tätigkeiten, die
üblicherweise stationär am DesktopPC oder auf einem herkömmlichen Notebook ausgeführt werden:
Terminplanung, Adressverwaltung, Textverarbeitung, Kommunikation und Internet-Surfen. Für
Tätigkeiten außerhalb traditioneller Büroanwendungen gibt es kaum eigene Softwareprodukte, insbesondere keine, die die BenutzerIn bei einer mobilen Tätigkeiten unterstützen, ohne ihre volle Aufmerksamkeit zu beanspruchen. Die in der Studie analysierten Anwendungsbeispiele geben Hinweise
darauf, welche Art von Anwendungsprogramme und welche anwendungsbereichsübergreifenden
Softwarekomponenten für einen breiten kommerziellen Erfolg des Wearable Computing noch ausstehen. Darüber hinaus zeigen sie, dass die Integration der verschiedenen verfügbaren Hardwarekomponenten und der prototypisch entwickelten Software zu einem Komplettsystem stark von der konkreten
Anwendung abhängt und an dieser Stelle noch ein großes Entwicklungspotenzial vorhanden ist.
Ideenleitend für Wearable Computing ist ein sehr altes Leitbild der Informatik: Der Computer als
Assistent des Menschen. Als Einsatzbereich dieser Technologie ist dabei weder an die Automatisierungstechnik noch an Büroarbeitsplätze gedacht. Informations- und kommunikationstechnisch unterstützt werden mobile Tätigkeiten von Menschen. Die langjährigen Erfahrungen mit Automation und
Desktop Computing haben jedoch Früchte getragen, so dass das aktuelle Leitbild „Computing als
mobile Assistenz“ heißt und damit den Blick weg von der Hardware und hin zu den Anwendungsprogrammen, zur Interaktion zwischen Mensch und Computer und insbesondere zu den Anwendungsbereichen selbst lenkt. Die Analyse aller dokumentierten Anwendungsbeispiele zeigt, dass WearableComputing-Lösungen darauf abzielen, die BenutzerIn bei ihrer Tätigkeit zu unterstützen und dabei so
wenig Aufmerksamkeit wie möglich für die Bedienung des Computersystems in Anspruch nehmen.
Denn, anders als beim Desktop Computing, liegt die primäre Aufgabe der BenutzerIn auf ihren Tätigkeiten in der realen, gegenständlichen Welt und nicht in der Computerbenutzung. Die InspekteurIn
eines Fahrzeugs oder Flugzeugs widmet beispielsweise ihre Aufmerksamkeit dem physikalischen
Objekt – optische Begutachtung, Temperaturmessung, Funktionsprüfung etc. –, und muss darüber
hinaus auf ihre eigene Sicherheit achten, z.B. wenn sie den Gegenstand der Inspektion begehen oder
umrunden muss.
Executive Summary
iii
Wearable Computing ist eine Synthese aus bereits vorhandenen Leitbildern und Paradigmen wie
Mobile Computing, Ubiquitous Computing, Augmented Reality und Intelligente Agenten. Der Synergieeffekt entsteht aus einer neuen Verbindung vormals getrennter Aspekte, mit dem Ziel, auf Anforderungen aus neuen Anwendungsbereichen außerhalb des Büroarbeitsplatzes mit umsetzbaren und
produktfähigen Lösungen zu reagieren. Denn der Einsatzbereich ist nicht das „mobile Büro“ oder das
„mobile Internet“, sondern in erster Linie Tätigkeiten, die folgenden Kriterien genügen:
•
Sie werden in der Bewegung ausgeführt (z.B. Kommissionierung, Bewachung,
landwirtschaftliche Bewirtschaftung).
•
Sie finden an wechselnden Einsatzorten statt (z.B. Wartung von Schiffen, Straßeninspektion, Krisenmanagement, Notfallmedizin) oder
•
sie werden zwar an einem Ort aber an wechselnden Objekten durchgeführt (z.B. Inspektion
von Fahrzeugen, Flugzeugen, Lagerverwaltung).
•
Die primäre Aufgabe und die Aufmerksamkeit der BenutzerIn sind in der physikalischen
Welt situiert.
Industrielle Anwendungsbereiche
Mehr als 1/3 der knapp 90 recherchierten Anwendungsbeispiele sind im industriellen Kontext angesiedelt. Die Eigenschaft des Tragens eröffnet für solche Anwendungen neue Perspektiven, da die
Benutzung auch in Situationen gewährleistet ist, in denen herkömmliche – auch mobile – Computersysteme bisher nicht einsetzbar waren und eine Automatisierung der auszuführenden Tätigkeit nicht
möglich ist. Wearable Computing kann so zu einem Katalysator für Innovationen werden und Lücken
in der durchgehenden Computerunterstützung von Prozessketten schließen. Ein Beispiel ist die elektrische Verkabelung von Flugzeugen: Die Kabelbäume der Flugzeuge von Boeing werden an langen,
tafelähnlichen Arbeitsplätzen per Hand gebunden. Auf den Tafeln ist jeweils die Verkabelung aufgezeichnet, nach der gearbeitet werden muss. Die MitarbeiterInnen benötigen einen beträchtlichen Teil
ihrer Zeit, um sich in die Handbücher, die während der Arbeit immer wieder konsultiert werden müssen, einzuarbeiten und den gesuchten Eintrag zu finden. Diese Tätigkeit sollte in einem Pilotprojekt
durch Computereinsatz effektiviert werden: Durch die Digitalisierung der Handbücher, die Implementierung eines Vorgehensmodells sowie die punktgenaue Einblendung des zu produzierenden
Kabelbaums in das Blickfeld der BenutzerIn waren Arbeitsschritte und Erklärungen zielgerichtet am
Arbeitsplatz zugreifbar. Die angestrebte Produktivitätssteigerung wurde mit dem entwickelten Prototyp nicht erreicht, allerdings waren die Probanden, die mit der neuen Technologie arbeiteten, auch
nicht langsamer als ihre konventionell arbeitenden KollegInnen. Bedenkt man, dass dieses Projekt
Anfang der 90er Jahre durchgeführt wurde, und dass die Ursachen in der fehlenden Genauigkeit der
seinerzeit verfügbaren Tracking-Systeme und in deutlichen Mängeln des Interaktionskonzeptes
begründet lagen, so kann das Ergebnis dennoch als positiv bewertet werden. Dass Boeing zurzeit
zusammen mit dem MIT (Massachusetts Institute of Technology) an der Integration von Wearable
Computern in die Arbeitskleidung der ISS-Raumstation arbeitet, zeigt, dass Boeing die Technologie
weiterhin als zukunftsweisend betrachtet und die Potenziale für Innovationen nutzen wird.
Anwendungen im professionellen und im Consumer-Bereich
Die oben genannten Merkmale mobiler Tätigkeiten sind aber nicht nur im industriellen Kontext zu
finden, sie charakterisieren z.B. auch handwerkliche Tätigkeiten, medizinische Versorgung, landwirtschaftliche Bewirtschaftung, Logistik, journalistische Berichterstattung, archäologische Beobachtungen, Krisenmanagement u.v.m. Mit Ausnahme des Handwerks gibt es bereits aus all diesen Bereichen
dokumentierte Beispiele für den Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme. Doch Wearable Computing ist nicht nur für den professionellen Einsatz interessant, sondern hat auch Chancen auf dem
Consumer-Markt. Xybernaut und Hitachi brachten Anfang 2002 in den USA und in Japan einen
iv
Executive Summary
Wearable Computer auf den Markt, der in Kooperation mit Shimadzu, Microdisplays und Microsoft
entstanden ist und der Klasse der PocketPCs zugerechnet wird. Dieses Gerät verfügt allerdings – im
Gegensatz zu herkömmlichen HandheldPCs – über eine Sprachsteuerung und über ein kleines, monokulares Head-Mounted Display mit Kopfhörer und Mikrofon. Ob es sich am Markt durchsetzen wird,
bleibt zu beobachten; ein deutlicher Trend in Richtung Wearable Computing wird auf jeden Fall
prognostiziert. Die Analysten von Gartner nannten im Oktober 2001 vier trendbestimmende Schlüsseltechnologien für das nächste Jahrzehnt, eine davon sind Wearable Computer. Gartner schätzt, dass
bis 2007 60% aller U.S. AmerikanerInnen zwischen 15 und 50 ein drahtloses Informations- und
Kommunikationsgerät mindestens 6 Std. täglich tragen werden. Es liegen mehrere dokumentierte
Anwendungsbeispiele aus dem Konsumentenbereich vor. Zum einen sind das verschiedene Ansätze
für virtuelle Touristenführer, die der BenutzerIn vor Ort insbesondere standort- und blickrichtungsabhängig geographische, geschichtliche, architektonische oder auch aktuelle Informationen zu Plätzen
oder Gebäuden anbieten. Die virtuellen Informationen werden in den meisten Beispielen als dreidimensionale Bilder in das Sichtfeld der BenutzerIn eingeblendet und überlagern die reale Welt, oder
sie werden auf einem zusätzlichen Ausgabemedium dargestellt. Im MARS-Projekt der Columbia
University wird das Informationsangebot in einem HMD signalisiert, die Informationen selbst werden
auf einem Handheld-Device dargestellt. Andere Anwendungsbeispiele entstammen einem wesentlich
privaterem Anwendungsbereich, dem persönlichen Informationsmanagement und der persönlichen
Gedächtnis- und Wahrnehmungsunterstützung.
Mobile Assistenz
Wearable Computing zielt auf eine Unterstützung und Entlastung der BenutzerIn im Sinne einer
(mobilen) Assistenz ab. Es wurde kein Anwendungsbeispiel gefunden, in dem das nicht der Fall war.
Die angestrebten Entlastungen betreffen insbesondere „unproduktive“ Tätigkeiten, d.h. administrative
Aufgaben und Arbeitsschritte, die als Arbeitsvorbereitung der eigentlichen Aufgabe vorgelagert sind
oder sich als Dokumentation anschließen. So können bei der Instandhaltung Dokumentationen und
Zeichnungen aktuell und direkt vor Ort zur Verfügung stehen, ohne dass diese Arbeitsmittel zuvor
von der InspekteurIn gesichtet, auf Aktualität geprüft, zusammengestellt und mitgenommen werden
müssen. Die zeitaufwändige Suche nach der gerätespezifischen Information wird zudem durch die
automatische Erfassung von Kontextinformationen reduziert. Die handschriftliche Erfassung von
Inspektionsbefundungen sowie ihre spätere manuelle Übertragung in ein Informationssystem entfällt
vollständig und wird durch eine weitgehend automatisierte Dokumentation ersetzt. Die aufgezeigten
Anwendungsbeispiele zeigen darüber hinaus, dass gerade in Inspektions- bzw. Wartungsszenarien
eine Unterstützung der Kommunikation zwischen der BenutzerIn und ihren KollegInnen eine außerordentliche Rolle spielt. Dazu gehört nicht nur ein asynchroner Austausch von Nachrichten oder
Dokumenten, sondern der gemeinsame Zugriff auf Informationen, die virtuelle Anwesenheit einer
anderen Person per Videokonferenz oder der remote-Zugriff entfernter ExpertInnen.
Wechselwirkungen zwischen Anwendung und Technologie
Die in den dokumentierten Anwendungsbeispielen vorgeschlagenen Systeme weisen eine starke
Abhängigkeit zwischen Anwendung und Technologie auf, so dass bisher kaum anwendungsübergreifende Wearable-Computing-Lösungen für ganze Klassen von Anwendungsfällen entwickelt werden
konnten. Die überwiegende Mehrheit der Lösungen sind bisher nur prototypisch realisiert oder in
Feldstudien untersucht worden, so dass der Spielraum für die Entwicklung neuer Produkte und
Dienstleistungen groß ist. Das einzige schon seit Jahren kommerziell erfolgreich eingesetzte
Wearable-Computing-System ist das Wearable Scanning System (WSS) der Firma Symbol, das in der
Logistik eingesetzt wird: Der auf die mobile, berührungslose Erfassung von Barcodes spezialisierte
Wearable Computer wird so am Unterarm getragen, dass die Benutzung fast beiläufig erfolgt und die
TrägerIn bei Transport- oder Lagerarbeiten nicht behindert wird. Das System wird u.a. in den USA
bei UPS in der Paketdistribution eingesetzt, aber auch als Frontend eines vollautomatisierten Lagers
und bei der Kommissionierung in einem Versand.
Executive Summary
v
Anwendung und Technologie stehen bei der Entwicklung Wearable Computing noch auf andere Art
und Weise in enger Wechselwirkung zueinander: Die Eigenschaften dieser Technologie öffnen den
Blick für neue Einsatzmöglichkeiten in den Anwendungsbereichen; durch die Erweiterung dieser Perspektive werden Anforderungen aus den Anwendungen heraus formuliert, die ihrerseits für eine Verbesserung und Weiterentwicklung der Technologien sorgen. Bei der Unterstützung der Inspektion von
Industriekranen in einem Stahlwerk beispielsweise kann keine Spracheingabe benutzt werden, da die
Umgebung zu laut ist. Andererseits können aber auch weder Maus noch Tastatur verwendet werden,
denn es steht keine Ablagemöglichkeit zur Verfügung und die InspekteurIn muss Arbeitshandschuhe
tragen. Diese Rahmenbedingungen führten zur Entwicklung neuer Interaktionsmedien. Einfachste
Mechanismen wie Schalter und Sensoren wurden in den Arbeitshandschuh integriert, so dass die
InspekteurIn den Computer mit nur wenigen Handbewegungen benutzen kann, ohne den Arbeitshandschuh ablegen und ohne die eigentliche Inspektion unterbrechen zu müssen. Als informationstechnische Unterstützung stehen ihr z.B. die papierlose Dokumentation der Befundung und der
Zugriff auf die aktuellsten gerätespezifischen Dokumente und Zeichnungen zur Verfügung. Für derartige anwendungsbezogene Lösungen gibt es weitere Beispiele, auf die in der vorliegenden Studie
eingegangen wird.
Die durch Wearable-Computing-Lösungen bereitgestellte Basisfunktionalität unterscheidet sich auf
den ersten Blick nicht von Desktop-Computing-Anwendungen. Gewährleistet werden der drahtlose
Zugriff auf Informationen, intelligente Informationspräsentation, mobile Datenerfassung, kontextabhängige BenutzerInnen-Führung und die Kommunikation mit anderen Personen. Unterschiede werden erst in den Details deutlich, wie die gesichteten Anwendungsszenarien gezeigt haben. Die Vielfalt
und Heterogenität möglicher Lösungen wird durch die in der vorliegenden Studie schematisch
beschriebenen Anwendungsbeispiele belegt. Entwicklungspotenziale sind auf zwei Ebenen vorhanden. Auf der einen Seite erschließen sich für Unternehmen neue Wege der Produktivitätssteigerung
durch den Einsatz von Softwaresystemen in neuen Arbeitsbereichen. Auf der anderen Seite eröffnen
diese neuen Einsatzbereiche zusammen mit den neu entstehenden Technologien (Hardware, Peripherie und Software) Raum für die Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen.
Vorworte
Gernot Neumann-Mahlkau,
Sprecher des Arbeitskreises mobile cooperative work
Bremen, Februar 2002
Die Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale mobiler, tragbarer Computersysteme“ wurde durch das Technologie-Zentrum der Informatik (TZI) der Universität Bremen mit dem
Ziel durchgeführt, den Grundstein für ein neues Kompetenzfeld in Bremen zu legen. Der Arbeitskreis
Bremer Unternehmen „mobile cooperative work (mcw)“ im Verein bremen multimedial e.V. sieht in
dieser Studie einen Leitfaden für eine zukünftige technologische Ausrichtung des Landes Bremen.
Die Studie ist auch ein Beweis für den Informationsvorsprung Bremer Unternehmen durch die
Senatsinitiative „bremen in t.i.m.e.“.
Die Studie zeigt in eindrucksvoller Weise die Anwendungspotenziale mobiler Rechentechnik in
verschiedenen Bereichen. Anschaulich werden die Wechselwirkungen zwischen Technik und
Anwendungen verdeutlicht. Für Unternehmen, die Lösungen im Bereich mobiler Informations- und
Datenkommunikationssysteme planen oder einsetzen wollen, ist diese Studie ein geeignetes Nachschlagewerk, um sich über den aktuellen Stand dieser Technologie und über ihre Einsatzmöglichkeiten zu informieren.
Dr. Edwin Vogt
Senior Vice President, Research & Development, Xybernaut Corporation
Fairfax, Virginia, USA, März 2002
Die Studie des TZI der Universität Bremen über die „technologischen und anwendungsorientierten
Potenziale mobiler, tragbarer Anwendungen“ wurde vor etwa anderthalb Jahren in Bremen begonnen
und heute erfolgreich zu einem ersten Abschluss geführt.
Wir waren vom ersten Moment an begeistert von der Dynamik, dem Einsatz und dem Fachwissen, die
das TZI in diese Studie eingebracht hat und haben daher mit Freude und mit Stolz dieses Projekt von
Anfang an unterstützt.
Die Studie erarbeitet und beschreibt mit viel Sachverstand die Potenziale und Möglichkeiten des
„mobile, wearable computing“ in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen. Sie eröffnet Einblicke und zeigt Lösungsmöglichkeiten, bei denen durch den Einsatz mobiler, umgebungsorientierter
und unterstützender kooperativer Informationstechnologie (Datenkommunikation und Datenverarbeitung) Geschäftsabläufe qualitativ und kosteneffektiv realisiert werden können.
Diese Anwendungen lassen aber auch sehr attraktive Lösungsangebote, die auf den Freizeitbereich
und die persönlichen Konsumentenbedürfnisse zugeschnitten sind, erkennen.
vi
Inhalt
Executive Summary
Vorworte
Inhaltsverzeichnis
Kapitel 1: Einleitung............................................................................................................. 1
Motivation .......................................................................................................................... 1
Aufbau der Studie.............................................................................................................. 3
Kapitel 2: Begriffe, Leitbilder und Paradigmen ................................................................. 5
Begriffsbestimmung........................................................................................................... 5
Leitbilder und Paradigmen................................................................................................. 8
Mobile Computing ..................................................................................................................... 8
Ubiquitous Computing ............................................................................................................. 11
Augmented Reality................................................................................................................... 12
Agenten und Assistenten .......................................................................................................... 13
Wearable Computing................................................................................................................ 15
Kapitel 3: Anwendungen ................................................................................................... 17
Anwendungsbereiche ...................................................................................................... 18
Anwendungsfälle ............................................................................................................. 19
Bisherige Lösungen und Umsetzungen........................................................................... 21
Portierung von Desktop-Applikationen .................................................................................... 22
Optimierung hinsichtlich einer speziellen Aufgabe.................................................................. 24
Integration mobiler Messgeräte mit Wearable Computern ....................................................... 26
Mobile, tragbare Informationssysteme ..................................................................................... 27
Kontextgetriebene BenutzerInnenführung und automatische Dokumentation.......................... 29
Mobile Assistenzsysteme ......................................................................................................... 32
Dokumentierte Case Studies........................................................................................... 34
Logistik .................................................................................................................................... 35
Produktion, Montage, Konstruktion ......................................................................................... 45
Instandhaltung: Inspektion, Wartung, Instandsetzung .............................................................. 52
Medizin .................................................................................................................................... 63
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viii
Inhaltsverzeichnis
Tourismus, Kultur .................................................................................................................... 67
Umwelt, Landwirtschaft ........................................................................................................... 76
Journalismus / Unterhaltung..................................................................................................... 82
Krisen- und Katastrophenmanagement..................................................................................... 88
Konsumenten-Bereich .............................................................................................................. 93
Kapitel 4:Tragbare Rechner und CPUs .......................................................................... 101
Kategorien mobiler, tragbarer Endgeräte .............................................................................. 101
Wearable Computer & Smart Clothing .......................................................................... 102
Produktübersicht Wearable Computer................................................................................... 106
Produktbeispiele Wearable Computer ................................................................................... 108
Produktbeispiele Smart Clothing........................................................................................... 145
Produktbeispiele PDAs und Smartphones ............................................................................. 153
Beispiele portabler Referenzgeräte........................................................................................ 159
Energieverbrauch und -versorgung als Hemmschuh .................................................... 169
Kapitel 5: Eingabetechnologien...................................................................................... 173
Eingabemedien ............................................................................................................. 175
Spracheingabe ........................................................................................................................ 176
Mobile, tragbare Tastaturen.................................................................................................... 177
Drahtlose Zeigemedien und Navigationskomponenten .......................................................... 195
Spezialisierte Eingabemedien................................................................................................. 202
Sensoren ................................................................................................................................. 209
Auswahl geeigneter Eingabemedien ............................................................................. 223
Kapitel 6: Ausgabetechnologien..................................................................................... 225
Displaytechnologie ........................................................................................................ 227
Hersteller von Mikrodisplays ................................................................................................. 227
Realisierungsansätze verschiedener Displaytechnologien ...................................................... 228
Displaytechnologien im Vergleich ......................................................................................... 242
Head-Mounted Displays ................................................................................................ 245
Akzeptanzfaktoren......................................................................................................... 262
Anhang
A: Literatur..................................................................................................................... 263
B: Firmenverzeichnis ..................................................................................................... 271
C: Abkürzungen............................................................................................................. 297
D: Glossar ..................................................................................................................... 301
E: Produktverzeichnis.................................................................................................... 303
Kapitel I
Einleitung
Die vorliegende Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale mobiler, tragbarer
Computersysteme“ wurde im Bereich „Intelligente Systeme“ des Technologie-Zentrum Informatik
(TZI) der Universität Bremen im Jahr 2001 im Rahmen des gleichnamigen Projekts durchgeführt. Das
Projekt wurde von der Bremer Innovationsagentur (BIA) beauftragt und von der Firma Xybernaut
finanziell unterstützt.
Motivation
„Mobile Computing“ ist ein aktuelles Schlagwort der modernen Informationsgesellschaft: der Zugriff
auf Informationen und Diensten gemäß der Prinzipien „anything, anytime, anywhere“. Dieser Begriff
wird zurzeit um neue Aspekte aber auch um neue Begrifflichkeiten erweitert. Ursprünglich war nur
der Softwareeinsatz auf High-End-Laptops bzw. -Notebooks gemeint, der das „mobile Büro“
Wirklichkeit werden ließ. Hinzu kam die neue Generation der Handheld- bzw. PocketPCs. Sie
wurden anfangs als digitale Organizer benutzt, entwickeln sich jedoch durch die Erhöhung ihrer
Leistungsfähigkeit zu mobilen Computersystemen, die eine eingeschränkte Funktionalität als
Desktop-Arbeitsplatz bereitstellen und dabei eine sehr, sehr lange stromnetzunabhängige
Betriebsdauer gewährleisten. Seitens der Kommunikationstechnologie stellt die rasante Verbreitung
von drahtlosen Netzen (GSM, UMTS und WLAN) eine Infrastruktur bereit, die das „mobile Internet“
nicht nur für Handys, sondern für jedes mobile Endgerät bereitstellt und so den Zugriff auf alle
Informationen ermöglicht, die elektronisch verfügbar sind.
Diesen allseits bekannten Technologien stehen weniger bekannte Entwicklungen zur Seite, die ein
echtes Tragen von Rechnersystemen am Körper ermöglichen und die Metapher „Wearable Computing“ prägen. „Wearable“ wird hier mit „tragbar“ gleichgesetzt und steht für das „Anziehen von
Hardware“ im Sinne einer Armbanduhr, einer Brille, einer Weste oder eines Rucksacks. Es handelt es
sich bei der eingesetzten Hardware um eine neue Generation von Rechnern, die den mobilen Einsatz
komplexer Software unter extremen Bedingungen für Anwendungsgebiete jenseits der Schreibtischarbeit eröffnen. Diese z.T. sprachgesteuerten mobilen, tragbaren Computersysteme unterstützen die
BenutzerIn z.B. bei Arbeiten wie Inventur, Inspektion und Wartung komplexer Anlagen oder bei der
Aufnahme von Daten im freien Gelände, also in Bereichen, in denen herkömmliche Computer bisher
unhandlich und schlecht zu nutzen waren. Der Einsatz tragbarer Rechnersysteme ist z.B. in solchen
Aufgabenstellungen produktivitätssteigernd, in denen die BenutzerIn beide Hände zum Arbeiten frei
haben muss, keinerlei Abstellfläche zur Verfügung hat und in denen eine Unterstützung durch ein
Computersystem bzw. durch Informations- und Kommunikationstechnologie dennoch hilfreich ist.
Bei der Instandhaltung von komplexen technischen Anlagen, beispielsweise bei der Inspektion von
Industriekranen, ist der Zugriff auf die gerätespezifische Dokumentation oder auf die technischen
Zeichnungen sowie die unmittelbare Erfassung und Dokumentation des Zustands der inspizierten
Komponenten vor Ort, und u.U. die multimediale Kommunikation mit einer ExpertIn an einem ande-
1
2
Kapitel 1
ren Einsatzort eine willkommene informations- und kommunikationstechnische Unterstützung, die
mit herkömmlicher Computertechnologie bisher nicht möglich war, da die TechnikerIn beide Hände
für ihre primäre Aufgabe und zur Gewährleistung ihrer Sicherheit benötigt. Arbeitsabläufe können so
durch Wearable Computing effizienter sowie zeit- und kostenökonomischer gestaltet werden.
Ein wesentliches Merkmal dieser neuen Computersysteme ist der Umfang der Hardwareausstattung,
die bei minimaler Baugröße annähernd der Leistungsfähigkeit eines DesktopPCs entspricht. Ein
anderes, noch relevanteres Merkmal von Wearable-Computing-Lösungen sind die Interaktionsmöglichkeiten und Interfaces, die für diese neue Art des Computereinsatzes bereitstehen bzw. deren Entwicklung noch aussteht. Denn der intendierte Einsatzbereich ist weder der Schreibtischarbeitsplatz
noch die vollautomatisierte Fabrik, die beide bereits weitgehend von Computertechnologie durchdrungen sind. Die dort erfolgreich etablierten Konzepte, z.B. die Desktop-Metapher mit Bildschirm,
Maus und Tastatur, sind nicht auf die Gestaltung der neuen Technologie und auf die Interaktion
zwischen Mensch und tragbarem Computer übertragbar.
Der Nutzen dieser neuen Technologie wird in zwei Richtungen erwartet. Auf der einen Seite können
durch die Erschließung neuer Anwendungsbereiche für den Einsatz von Softwaresystemen in Unternehmen neue Wege der Produktivitätssteigerung erschlossen werden. Auf der anderen Seite eröffnen
diese neuen Einsatzbereiche zusammen mit den entsprechend neu entstehenden Technologien (Hardware, Peripherie und Software) Raum für die Entwicklung neuer Produkte und Dienstleistungen. Die
Beeinflussung ist hier wechselseitig. An dieser Stelle setzt die vorliegende Studie an. Sie befasst sich
mit den Potenzialen mobiler, tragbarer Computersysteme hinsichtlich der eingesetzten Technologien
und insbesondere im Hinblick auf die Anwendungsbereiche, in denen das Paradigma des Wearable
Computing gewinnbringend umgesetzt werden kann. Die Studie bereitet den Boden sowohl für
EntwicklerInnen als auch für AnwenderInnen, damit diese sich die für sie relevanten Aspekte
erschließen können.
Ein Schwerpunkt der Studie liegt deshalb auf der Untersuchung von Computersystemen, die in der
Bewegung und an wechselnden Einsatzorten benutzt werden und ihrer BenutzerIn informationstechnische Unterstützung bieten. Fokussiert wird auf Systeme, die unter dem Namen Wearable Computer und Smart Clothings geführt werden. Neben dem tatsächlichen Tragen am Körper und der
beiläufigen Benutzung in der Bewegung zeichnet sich das neue Paradigma der Computernutzung
durch die intendierten Einsatzbereiche aus: die Unterstützung mobiler Tätigkeiten. Darunter werden
Aufgaben verstanden, die
•
in der Bewegung ausgeführt werden (z.B. Kommissionierung, Bewachung, landwirtschaftliche Bewirtschaftung) oder
•
an wechselnden Einsatzorten stattfinden (Wartung von Schiffen, Straßeninspektion, Krisenmanagement) oder
•
zwar an einem Ort aber an wechselnden Objekten durchgeführt werden (Inspektion von
Fahrzeugen, Flugzeugen, Lagerverwaltung) und
•
bei denen die primäre Aufgabe und damit die Aufmerksamkeit der BenutzerIn in der realen
gegenständlichen Welt verortet ist (die BenutzerIn agiert aktiv in der gegenständlichen
Welt, das Computersystem bietet ihr etwas Zusätzliches).
Arbeiten, die im Büro und insbesondere am Schreibtisch anfallen, werden hier nicht als mobile Tätigkeiten aufgefasst, auch dann nicht, wenn sie z.B. im Zug oder im Hotelzimmer an einem entsprechenden Computersystem geleistet werden. Ausgeschlossen werden diese „stationären Tätigkeiten“ bei
der Untersuchung der Potenziale mobiler, tragbarer Computersysteme, da sie bereits ausführlich
untersucht und seit Jahrzehnten informationstechnisch unterstützt werden durch das „Desktop Computing“. Mobile Tätigkeiten im oben beschriebenen Sinne sind in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen zu finden und es gibt bereits Ansätze, Wearable-Computing-Lösungen für diese Anwendungen umzusetzen. Deshalb liegt der zweite Schwerpunkt der Untersuchung auf den
anwendungsorientierten Aspekten mobiler, tragbarer Computersysteme.
In der vorliegenden Studie werden die recherchierten Anwendungsbeispiele umfassend erläutert und
eine repräsentative Auswahl wird schematisch dargestellt. Außerdem werden die zz. verfügbaren
tragbaren Rechner und ihre Komponenten ausführlich beschrieben, um der LeserIn einen Überblick
Unveröffentlichtes Manuskript, Verbreitung nicht gestattet.
3
über kommerziell erwerbbare Geräte und als Prototypen in der Entwicklung befindliche Lösungen
sowie Hinweise auf mögliche Eigenentwicklungen zu geben. Als Hardware werden Geräte vorgestellt, die unter den Namen „Wearable Computer“ und „Smart Clothes“ firmieren. Erwähnung finden
werden aber auch PocketPCs, PDAs und Smartphones, da die Entwicklung dieser Geräte auf eine
Konvergenz hin zu Wearable Computern bzw. auf eine Integration in das Konzept der „Smart
Clothings“ verweist. Darüber hinaus wird auf Eingabemedien eingegangen, die für den mobilen,
tragbaren Einsatz und insbesondere für die beiläufige Benutzung konzipiert wurden. Der Fokus liegt
auf Eingabe-Devices, die nur mit einer Hand benutzt werden, die keine explizite Eingabeaktion der
BenutzerIn erfordern – z.B. Sensoren – oder die in die Arbeitskleidung bzw. Alltagskleidung integriert sind. Bei den Ausgabemedien liegt der Schwerpunkt auf Mikrodisplays, die am Kopf getragen
oder in eine herkömmliche Brille bzw. eine Arbeitsbrille integriert werden. Sie ermöglichen der
TrägerIn den freien Blick auf die reale Welt und bieten ihr gleichzeitig eine Sicht auf die virtuellen
Informationen.
Aufbau der Studie
Die Studie „Technologische und anwendungsorientierte Potenziale mobiler, tragbarer Computersysteme“ stellt die Ergebnisse der durchgeführten Recherchen und Analysen in einem Executive Summary vor, dessen Kernaussagen im Anschluss an die vorliegende Einleitung mit der detaillierten
Beschreibung der jeweiligen Untersuchung und ihrer Ergebnisse sowie mit einer großen Anzahl
schematischer Beschreibungen der Ergebnisse der Recherchen belegt werden. Dieser Teil kann als
Materialsammlung betrachtet werden, die mit den im Anhang aufgelisteten Adressen aller in der
Studie genannten Firmen abgeschlossen wird. Die schematischen Beschreibungen der Anwendungsbeispiele und die Gerätebeschreibungen (Rechner sowie Ein- und Ausgabemedien) stehen auch
Online1 zur Verfügung und werden dort über die vorliegende gedruckte Version hinaus ergänzt,
aktualisiert und erweitert.
Eine Untersuchung mobiler, tragbarer Computersysteme hinsichtlich ihrer Potenziale setzt voraus,
dass man einen Begriff davon hat, was mit dieser Bezeichnung gemeint ist. Aus diesem Grund wird
allen anderen Themen ein Kapitel (II) zur Begriffsbestimmung sowie zur Einordnung und zur
Abgrenzung gegenüber anderen neuen, innovativen informationstechnologischen Leitbildern und
Paradigmen vorangestellt. Die spezifischen Charakteristika mobiler, tragbarer Computersysteme
werden herausgearbeitet, die sich, um einen Vorgriff zu wagen, weitgehend mit dem Leitbild des
Wearable Computing decken.
Die vorliegende Studie konzentriert sich auf zwei Schwerpunkte: Anwendungen und Technologien.
Diese beiden Aspekte sind eng miteinander verzahnt; für die Untersuchung der Potenziale des Wearable Computing werden sie jedoch getrennt dargestellt. In den einzelnen Kapiteln wird deutlich werden, dass die gegenseitige Beeinflussung so stark ist, dass das eine nicht ohne das andere zu denken
ist. Mit „Anwendungen“ sind hier die Anwendungsbereiche und Tätigkeiten gemeint, für die die
Umsetzung von Wearable-Computing-Lösungen einen Mehrwert darstellt. Zur Realisierung eingesetzt werden Technologien, die z.T. bereits am Markt als Produkte zur Verfügung stehen oder noch
entwickelt bzw. weiterentwickelt werden müssen.
Die Anwendungen werden in Kapitel III behandelt. Die potenziellen Anwendungsbereiche, Branchen
und Tätigkeiten werden genannt, für die Wearable Computing zukünftig eine wesentliche Rolle spielen werden. Die bereits identifizierten Anwendungsfälle werden angeführt und die bisher vorgeschlagenen und in erster Linie in Forschungs- und Pilotprojekten sowie in ersten Feldversuchen umgesetzten Lösungen werden vorgestellt. Abgeschlossen wird das Kapitel III mit der schematischen
Beschreibung von annähernd 50 Anwendungsbeispielen, die aus einer wesentlich umfangreicheren
Palette von veröffentlichten Case Studies und Forschungsberichten als typischer Vertreter ausgewählt
wurden.. Sie geben einen Überblick über die bisher konkret umgesetzten Ideen und können andererseits aber auch die Phantasie anregen hinsichtlich der Entdeckung neuer anwendungsspezifischer
Einsatzbereiche für Wearable Computing oder auch für die Entwicklung neuer Produkte. Die
1
[Wearlab]
4
Kapitel 1
anschließenden Kapitel konzentrieren sich auf die verschiedenen Aspekte der Technologien, die für
die Umsetzung von Wearable-Computing-Lösungen für diese Anwendungen erforderlich sind. Sie
unterscheiden sich deutlich von den bekannten Technologien des Desktop Computing, allein schon,
weil sie in der Bewegung und „nebenbei“ eingesetzt werden.
Kapitel IV gibt einen Überblick über die breite Palette tragbarer Rechner und CPUs, die für Wearable
Computing in Frage kommen. Es enthält eine Übersicht über alle verfügbaren, angekündigten oder in
der Entwicklung befindlichen so genannten „Wearable Computer“. Jedes Gerät wird in einem einheitlichen Schema beschrieben, so dass ein Vergleich der Gräte möglich ist. Ergänzt wird diese weitgehend vollständige Produkteübersicht um ebenfalls schematisch dargestellte Produktbeispiele aus
dem Bereich der „Smart Clothing“, die für manche Anwendungsbereiche die Alternative zum Wearable Computer darstellen. Es werden auch einzelne Vertreter der Kategorie der PDAs (Personal
Digital, Assistants, Handheld- bzw. PocketPCs) genannt, da sie in einigen Anwendungsbereichen bei
der Realisierung von Wearable-Computing-Lösungen als mobile Endgeräte ebenfalls in Frage kommen. Vervollständigt wird das Kapitel durch die Beschreibung einiger sehr weniger portabler
Rechner, die zwar nicht „anziehbar“ sind, die in ihrer schematischen Darstellung jedoch als Referenz
herangezogen werden können.
Zur Benutzung eines Rechners, der nicht vollautomatisch z.B. in eine technische Anlage integriert ist,
sind Interaktionsmetaphern und Ein-/Ausgabemedien erforderlich. Im Kapitel V werden Eingabemedien beschrieben, die für Wearable Computing zur Verfügung stehen. Ein zentrales Charakteristikum dieser Devices ist, dass sie in der Bewegung benutzt werden können. Von der Sspracheingabe
über einhändig bedienbare Tastaturen bis hin zu Tracking- und Biosensoren werden verschiedene
Klassen von Eingabemedien beschreiben. Eine Auswahl von verfügbaren Produkten und Prototypen
jeder Kategorie werden schematisch beschrieben. Der Schwerpunkt der dargestellten Produkte liegt
auf expliziten Eingabemedien, d.h. auf Eingabe-Devices, die die BenutzerIn zur bewussten Eingabe
von Daten in das Computersystem einsetzt.
In Kapitel VI werden entsprechend Ausgabemedien für den Einsatz mit mobilen, tragbaren Computersystemen beschrieben. Der Schwerpunkt bei der schematischen Darstellung der Produktbeispiele
liegt auf Mikrodisplays und monokularen Head Mounted Displays (HMDs). Letztere werden im
Sichtbereich der BenutzerIn platziert, ermöglichen jedoch eine weitgehend uneingeschränkte Fokussierung der Aufmerksamkeit auf die reale, gegenständliche Welt. Diese Verlagerung der primären
Aufmerksamkeit in Richtung der realen Welt ist ein weiteres zentrales Charakteristikum von Wearable-Computing-Lösungen. Der Vorteil, den sie bieten, wird die bisher bestehenden Akzeptanzprobleme bzgl. des Tragens von HMDs in absehbarer Zeit aufheben, insbesondere beim Einsatz
mobiler, tragbarer Computersysteme in industriellen Anwendungsbereichen, in denen Helm und
Schutzkleidung gang und gäbe sind. Abgeschlossen wird die vorliegende Studie durch einen Anhand,
der u.a. eine vollständige Liste aller genannten Firmen mit ihren Adressen enthält.
Kapitel II
Begriffe, Leitbilder und Paradigmen
„Mobile, tragbare Computersysteme“ und „Wearable
Computing“ – eine Begriffsbestimmung
Um über mobile, tragbare Computersysteme reden zu können, ist eine Begriffsklärung erforderlich,
denn aktuelle Begriffe wie diese unterliegen einer starken Bedeutungsinflation, die leicht zu unnötigen Missverständnissen führt. Begriffe werden – zumindest in der Informatik – definiert, um sie dann
in der festgelegten Bedeutung zu verwenden. Doch es geht auch anders: Bedeutung von Sprache wird
im täglichen Leben durch ihren Gebrauch konstituiert, so dass eine Erläuterung der aktuellen Verwendung der Begrifflichkeit einen guten Hinweis darauf gibt, was gemeint ist, ohne eine abschließende Definition zu geben. Das scheint auch an dieser Stelle der angemessenere Weg zu sein.
Im Kontext der Informations- und Kommunikationstechnologie ist „Computersystem“ ein vielbenutzter Begriff, mit dem die meisten eine relativ klare Vorstellung verbinden, z.B. ihren DesktopPC
oder ihr Notebook inkl. Tastatur, Maus, diversen Laufwerken, Schnittstellen, dem Drucker usw.;
hinzu kommen noch die graphische Benutzungsoberfläche und die Software sowie evtl. die Daten.
Für die vorliegende Studie ist es hilfreich, von dieser konkreten Vorstellung etwas abzurücken und
den Begriff als ein übergeordnetes Konzept aufzufassen: Ein Computersystem besteht aus Hard- und
Softwarekomponenten, es ist programmierbar, es verarbeitet Daten, die eingegeben oder automatisch
erfasst, interpretiert, manipuliert, gespeichert und wieder ausgegeben werden können. Mit dieser
abstrakteren Beschreibung werden dann auch Computer erfasst, die z.B. in Autos eingebaut sind, oder
in der Automatisierungstechnik ganze Produktionsanlagen steuern sowie der programmierbare
Taschenrechner, der digitale Organizer und das Smartphone.
„mobil“ hat im Zusammenhang mit Computersystemen ebenfalls eine gebräuchliche Bedeutung:
Notebooks, PDAs und Smartphones sind durch ihre autarke Stromversorgung an wechselnden Orten
benutzbar und stellen zusammen mit einem Mobiltelefon und einer drahtlosen Netzverbindung zum
Inter- oder Intranet einen (fast) vollständigen (Schreibtisch-)Arbeitsplatz zur Verfügung (mobiles
Büro, mobiles Internet). Diese ständige Erreichbarkeit und der ortsunabhängige Zugriff auf digitale
Informationen stellen einen wesentlichen Aspekt des Begriffs „mobil“ im Kontext der Informationsund Kommunikationstechnologie dar. Bei der auf den oben genannten mobilen Endgeräten eingesetzten Software handelt es sich im Falle von Notebooks um die gleichen Programme, die auch mit
stationären DesktopPCs benutzt werden. Die Handheld-Geräte verfügen über entsprechend angepasste Betriebssysteme und über Anwendungsprogramme, die zwar an die Hardware und an ein anderes Bedienkonzept angepasst sind (z.B. Stiftbedienung), im Prinzip aber die gleiche Funktionalität
liefern und somit für die gleichen Aufgaben einzusetzen sind.
5
6
Kapitel II
„tragbar“ dagegen meint ein „Anziehen“ von Computertechnologie im Sinne von Kleidung, Schmuck
oder auch im Sinne des Anlegens eines Tragesystems wie z.B. eines Gürtel, eines Rucksacks oder
eines Holster. Da im Englischen diese Eigenschaft als „wearable“ bezeichnet wird, hat sich der
Begriff des „Wearable Computing“ für diese neue Form der Computernutzung etabliert.
Doch Wearable Computing steht für mehr als nur für eine andere Form des Transports ansonsten
bekannter Technologie. Der Begriff bezeichnet eine neue Generation von Computersystemen, die in
der Bewegung benutzt werden können und den Einsatz komplexer Software unter extremen Bedingungen in neuen Anwendungsgebieten ermöglichen. Zu denken ist hier beispielsweise an die Wartung von Motoren in Schiffen, von Flugzeugen oder von Kranen, also an Arbeiten, die nicht am
Schreibtisch ausgeführt werden (können) und bzgl. der Aufmerksamkeit der BenutzerIn einen deutlichen Schwerpunkt auf Handlungen in der physischen Welt legen. Ein Notebook beispielsweise kann
so nicht sinnvoll eingesetzt werden, da mindestens eine geeignete statische Unterlage und freie Hände
für die Bedienung erforderlich ist. Hinzu kommt eine Eigenschaft herkömmlicher Software, die sie
für den Einsatz in der Bewegung und für mobile Tätigkeiten wenig geeignet erscheinen lässt: „Das
Paradigma konventioneller Computer-Anwendungen ist die Verwendung des Computers als exklusives Interaktionsobjekt. [...] Konventionelle Anwendungen können daher implizit von der ungeteilten
Aufmerksamkeit des Benutzers ausgehen.“1 Bei mobilen Tätigkeiten ist dies nicht der Fall, denn die
primäre Aufgabe der BenutzerIn ist in der realen Welt situiert. Bei der Inspektion von Industriekranen
beispielsweise klettert die InspekteurIn auf das Gerät und untersucht alle Komponenten durch visuelle
Begutachtung aber auch durch manuelle Funktionsprüfung oder elektrische Messungen. Sie trägt
dabei ständig Arbeitskleidung, u.a. einen Sicherheitshelm und Arbeitshandschuhe. Eine unmittelbare
Aufnahme der Befundung sowie der Zugriff auf die Dokumentation früherer Befundungen oder auf
die technischen Zeichnungen würde die Arbeit der InspekteurIn erheblich erleichtern, beschleunigen
und die Fehlerquellen minimieren, die z.B. bei einer handschriftlichen Dokumentation und ihrer
anschließenden Übertragung in ein entsprechendes digitales Informationssystem vorhanden sind.
Ein wesentliches Merkmal mobiler, tragbarer Computersysteme in diesem Sinne ist der Umfang der
Hardwareausstattung, die bei minimaler Baugröße der Leistungsfähigkeit eines (etwas veralteten)
DesktopPCs entspricht und auch seine prinzipiellen Eigenschaften der Allgemeinheit und der
Programmierbarkeit2 beibehält. Ein „Wearable Computer“ (kurz: Wearable) wird nach B. J. Rhodes3
wie folgt charakterisiert:
•
Portable while operational: Ein Wearable kann in der Bewegung benutzt werden.
•
Hands-free use: Der Wearable kann z.B. durch gesprochene Sprache kontrolliert werden, so
dass beide Hände frei sind für andere Aufgaben.
•
Sensors: Ein Wearable ist mit Sensoren zur Wahrnehmung der physikalischen Umgebung
ausgestattet.
•
“Proactive”: Auch wenn der Wearable nicht aktiv benutzt wird, versorgt er die BenutzerIn
doch mit Informationen.
•
Always on, always running: Der Wearable nimmt kontinuierlich Daten auf und ist immer
“im Einsatz”.
Steve Mann, der bereits seit Anfang der 70er Jahre einen Wearable trägt und ihn seither ständig
weiterentwickelt, stellt weitreichende Anforderungen an ein solches Gerät4:
•
1
“The computational apparatus is situated in a manner that makes it part of what the highlymobile user considers himself or herself, and in a manner that others also regard as part of
the user.”
[Kir97]
Ein Computer ist erst mal nur ein unspezifisches Gerät, das nur durch die verwendete, austauschbare Software zu
einem funktionsfähigen Anwendungssystem wird. Das Softwareprogramm bestimmt, welche Funktion das System
erfüllt.
3
[Rho97]
4
[Man96]
2
Begriffe, Leitbilder, Paradigmen
•
“The computational capability is controllable by the user. The control need not require
conscious thought or effort, but the locus of control must be such that it is within the user’s
domain. In this way it may behave as an extension of the user’s mind and body ...”
•
“Interactional constancy: ... One or more output channels ... are known (e.g. visible) to the
user at all times...”
7
An diesen Charakterisierungen wird ebenfalls deutlich, dass es nicht nur um das Gerät an sich – die
Hardware – geht, sondern auch um die peripheren Geräte (z.B. die Ein-/Ausgabe-Devices, die Sensorik etc.), um die Software und insbesondere um die Gestaltung der Interaktion zwischen der BenutzerIn – die hier besser als „TrägerIn“ bezeichnet wird – und dem Computersystem. Um dieser Vielzahl
von Aspekten Rechnung zu tragen und auch, um den Fokus weg von der Hardware hin zum Gesamtsystem zu verschieben, wird der Begriff „Wearable Computing“ für das umfassendere Konzept verwendet und auch auf spezialisierte Computersysteme angewandt, die nicht unbedingt alle oben
genannten Eigenschaften erfüllen. Bei der Auseinandersetzung mit Ansätzen des Wearable
Computing und der Diskussion des Themas wird allerdings deutlich, dass das Desktop Computing5
und sein Funktionsangebot die Größe ist, an der Wearable Computing gemessen wird. Zu bedenken
dabei ist jedoch, dass ein Wearable Computer nicht auf die Funktion eines „DesktopPCs am Gürtel“
reduziert werden muss.
Rhodes und Mann referieren bei ihrer Definition von Wearable Computern auf die physikalische
Form und auf die Mensch-Computer-Interaktion. S. Feiner6 fügt dem noch die Komponente der zu
erwartenden sozialen Konsequenzen der Mobilität auf Augmented Reality-Systeme hinzu. Für ihn
heißt „wearable“ einfach nur „tragbar“. Er legt seinen persönlichen Fokus auf mobile, tragbare Augmented-Reality-Systeme und versteht darunter head-worn, head-tracked Systeme, die das Potenzial
haben, der BenutzerIn eine personalisierte, ortsbezogene, die reale Welt ergänzende und überlagernde
digitale Information zu präsentieren, wobei die Darstellung häufig eine visuelle ist, dies aber nicht
zwingend so sein muss. S. Feiner identifiziert folgende Konsequenzen:
•
social influences on tracking accuracy: Unabhängig vom technisch Machbaren werden
soziale Konventionen (per Konversation oder per sozialer Protokolle) die Genauigkeit der
Orts- und Positionsbestimmung von Personen beeinflussen, wenn nicht sogar reglementieren.
•
appearance and comfort: Die Eigenschaften der Hardware und insbesondere die Gestaltung
des Displays und der Interaktion bestimmen den Erfolg dieser Technologie.
•
mobility breeds collaboration: So, wie ein Mensch die physische Anwesenheit eines anderen wahrnehmen kann, sollten tragbare Computersysteme die „computational presence“
anderer NutzerInnen bemerken7 können. Dies Eigenschaft des mobilen Einsatzes von
Computersystemen muss allerdings noch ins Design der Benutzungsschnittstellen
einfließen.
•
integration with other devices: HMDs und Mikrodisplays haben bestimmte Eigenschaften
und unterscheiden sich grundlegend z.B. von wandgroßen Flachbildschirmen oder haptischen bzw. akustischen Displays. Jedes dieser „Darstellungsgeräte“ hat Stärken und Schwächen und ist auf bestimmten Gebieten effizienter als die anderen. Um mit den unterschiedlichen Interfaces die gleichen Daten und Programme in verschiedenen Kontexten zu
verwenden, muss eine intelligente situationsabhängige Anpassung entwickelt werden.
•
implications for personal privacy: Einerseits können Wearable Computer ein “safety net”8
bilden, das auf jede BenutzerIn der teilnehmenden Gruppe „achtet“ und ihr im Gefahrenfall
„zu Hilfe eilt“. Andererseits besteht allerdings die Gefahr, dass die zeit- und ortsmarkierten
5
Der Begriff wird hier analog zu „Wearable Computing“ verwendet und meint ein umfassenderes Konzept als nur
die Computerhardware. Unter den Begriff „Desktop Computing“ fallen neben dem allseits bekannten DesktopPC
auch Notebooks und Subnotebooks und alle Anwendungsprogramme, die am Schreibtischarbeitsplatz eingesetzt
werden sowie die Gestaltung der Interaktion und der Benutzungsoberfläche nach der sogenannten „DesktopMetapher“ unter Verwendung von WIMP (Windows, Icons, Menus, Pointing).
6
[Fei99]
7
ad hoc networks
8
Diese Vision wurde von S. Mann entworfen, siehe z.B. [Man96]
8
Kapitel II
Datenzugriffe jeder BenutzerIn gesammelt und ausgewertet werden und damit die Gefahr
der totalen Transparenz der BenutzerIn besteht.
Die verwendete Begrifflichkeit lehnt sich an existierende Computerbenutzungskonzepte an, z.B. an
Desktop Computing, das neben der Automatisierungstechnik die bekannteste Form des Computereinsatzes ist. Doch es gibt alternative Konzepte des Einsatzes von Computersystemen und der
Gestaltung der Interaktion zwischen Mensch und Computer. Eine Alternative ist Virtual Reality (VR),
eine andere Augmented Reality (AR). Wearable Computing hat nicht nur begriffliche Bezüge zu
bereits bestehenden Konzepten. Diese Bezüge werden im folgenden Abschnitt näher erläutert.
Leitbilder und Paradigmen
Das zu verwirklichende Paradigma einer mobilen, tragbaren Computertechnologie kann in zweierlei
Hinsicht als Antwort auf das Paradigma „Virtual Reality“ betrachtet werden. Zum einen wird die
Integration von Computertechnologie in die Welt favorisiert, statt eine Nachbildung der Welt im
Computer anzustreben. Zum anderen wird die gewohnte Bewegungsfreiheit der BenutzerIn weitgehend erhalten, statt sie sensorisch und motorisch in ein stationäres System einzubinden. Hierin unterscheidet sich das Paradigma des Wearable Computing auch vom Desktop Computing, das die BenutzerIn an einen Schreibtisch „fesselt“. Gegenwärtige Untersuchungen und Entwicklungen in diese
neue Richtung werden unter verschiedenen Begriffen zusammengefasst: „Mobile Computing“,
„Ubiquitous Computing“, „Augmented Reality“, „Digitale Agenten bzw. Assistenten“ und „Wearable
Computing“. Diese Begriffe werden in den folgenden Abschnitten detailliert beschrieben, dabei soll
jeweils den beiden Fragenstellungen nachgegangen werden:
•
•
Welche qualitativen Eigenschaften besitzt die verwendete Computertechnologie?
Wodurch ist die Integration dieser Computersysteme in das Umfeld der BenutzerIn gekennzeichnet?
Obwohl sich die genannten Konzepte durch die jeweils eingesetzten Technologien unterscheiden,
haben sie auch Gemeinsamkeiten und besitzen eine gemeinsame Philosophie: Die Vorrangstellung
der realen, physischen Welt und die Konstruktion geeigneter Werkzeuge, um die täglichen Aktivitäten des Menschen in dieser Welt zu unterstützen und zu effektivieren und so die Lebensqualität zu
verbessern und die Arbeitsqualität zu steigern.
Mobile Computing
Der Begriff „Mobile Computing“ verkörpert die Vision eines „anytime, anything, anywhere“ in der
Informationsgesellschaft: Jede Person soll in die Lage versetzt werden, zu jedem beliebigen Zeitpunkt
von jedem beliebigen Ort aus auf jede beliebige digitale Information zuzugreifen. Hierfür werden
mobile Endgeräte eingesetzt, die über hard- und softwaretechnische Möglichkeiten zur drahtlosen
Datenkommunikation verfügen. Sie stellen der BenutzerIn ein Mobiles Büro bereit, mit dem traditionelle Bürotätigkeit prinzipiell ortstransparent ausgeführt werden kann, oder ermöglichen das Mobile
Internet.
Mobile Endgeräte
Die Entwicklung mobiler Endgeräte (siehe Abb. 2.2) war neben der drahtlosen Datenkommunikation
eine Voraussetzung für die Entstehung von „Mobile Computing“. Bis dahin war Büroarbeit stets an
einen physischen Ort gebunden, ausgestattet mit einem Schreibtisch, Kommunikationseinrichtungen,
einem Desktop-Computer und entsprechender Anwendungssoftware. Durch Laptops bzw. Notebooks
wurde die Möglichkeit geschaffen, den Arbeitsplatz einfach und handlich zu transportieren und an
vielen anderen Orten komfortabel zu arbeiten. Mit diesen Geräten wurden im wesentlichen mobile
Desktop-Computer realisiert, die wie die stationäre Variante einen Bildschirm, eine Tastatur und ein
Begriffe, Leitbilder, Paradigmen
9
Zeige-Device sowie verschiedene andere periphere Geräte bzw. Anschlüsse besitzen. Notwendig war
hierfür die Entwicklung von leistungsfähigen und stromsparenden Flachbildschirmen sowie verschiedener Mausalternativen und Touchpads, um handhabbare Rechnergrößen, -formen und -gewichte zu
erreichen. Mobile Endgeräte verfügen zudem über eine autarke Energieversorgung. Da die enge Verwandtschaft mit den vorher schon genutzten Desktop-Rechnern beabsichtigt ist, entspricht die
Benutzungsoberfläche gänzlich dem herkömmlichen Mensch-Maschine Interface-Paradigma (MMI),
das folgende Interaktionskomponenten enthält: Windows, Ikons, Menus, Pointing (WIMP).
Neben Notebooks und den noch kleineren aber ähnlich leistungsfähigen Subnotebooks verkörpern
PDAs (Personal Digital Assistant) eine weitere Kategorie mobiler Endgeräte. Sie wurden ursprünglich als digitale Version des Organizers entwickelt und dienten in erster Linie der Terminplanung und
der Adressverwaltung mit der zusätzlichen Funktion eines Weckers und eines Notizbuchs. Es wurden
vor allem stiftbasierte Engeräte entwickelt, es gibt aber auch tastaturbasierte Varianten. Sie unterscheiden sich von Notebooks durch ihre Kleinheit, was sich allein schon an ihren Namen und
Bezeichnungen ablesen lässt: Handheld, PocketPC, Palmtop. Außerdem verfügen sie über eine sehr
eingeschränkte Funktionalität, verwenden ein reduziertes Betriebssystem und haben einen geringen
Speicherumfang. Vor allem aber werden sie dadurch charakterisiert, dass sie mit ihrer mobilen
Stromversorgung auch unterwegs und in der Bewegung ständig in Betrieb sein und benutzt werden
können. Mittlerweile entwickeln sich PDAs in Richtung Subnotebooks, d.h. sie sind leistungsfähiger
geworden und verfügen über eingeschränkte Programme zur Textverarbeitung, zur Tabellenkalkulation und auch zur Kommunikation, wie sie vom Desktop-Computing her bekannt sind.
Die dritte Kategorie mobiler Endgeräte sind Smartphones. Hierbei handelt es sich um Mobiltelefone,
die um die Funktionalität von PDAs erweitert wurden. Andersherum gibt es mittlerweile aber auch
PDAs mit Mobiltelefon-Funktionalität, so dass sich die Grenzen zwischen diesen beiden Endgerätekategorien aufzulösen scheinen. Über die genannten Geräte hinaus gibt es noch eine kleine Anzahl
spezialisierter mobiler Endgeräte wie beispielsweise Web-Pads und eBooks, die zwar keinen großen
Markt haben, aber ein Indiz dafür sind, dass noch nicht endgültig entschieden ist, ob der Trend hier zu
so genannten all-in-one-Geräten geht, die alle denkbaren Funktionen in einem Gerät vereinen, so wie
es beim Desktop-Computing der Fall ist, oder in Richtung kleiner spezialisierter Computer, die auf
eine Funktion hin optimiert sind und drahtlos miteinander verbunden werden können, um so ein
leistungsfähiges, individuell konfigurierbares Endgerätenetz zu bilden.
Mobile Phone
PDA
Handheld PC
Notebook
Wearable PC
Abb. 2.1: Mobile Endgeräte im Überblick
Die letzte zu nennende Kategorie mobiler Endgeräte sind Wearable Computer und Smart Clothes.
Hier handelt es sich um Hochleistungsrechner, die der Leistungsfähigkeit (leicht veralteter) Notebooks entsprechen und die so am Körper getragen werden, dass die BenutzerIn sie nicht mehr in die
Hand nehmen muss, sie aber trotzdem sogar in der Bewegung nutzen kann. Diese Art mobiler Endgeräte stellt gegenüber den anderen genannten im Prinzip eine eigene Klasse dar, da sie nicht zur Unter-
10
Kapitel II
stützung von Bürotätigkeiten konzipiert worden ist, sondern zum Einsatz für mobile Tätigkeiten, z.B.
bei der Inspektion von Industrieanlagen, Fahrzeugen oder Straßen, bei der Kommissionierung oder in
der Produktion, also in Situationen, in denen die primäre Aufgabe der BenutzerIn in der realen Welt
verortet ist. Auch für die ARC Group, die im Herbst 2000 eine Prognose über die Entwicklung mobiler Endgeräte veröffentlichte, existierten Wearable Computer und Smart Clothes nicht als mobile
Endgeräte, wie die Darstellung in Abb. 2.2 zeigt. Einige Produkte dieser Kategorie werden jedoch
explizit für den Konsumenten-Markt entwickelt, so dass diese Geräte hier nur erwähnt, später jedoch
noch detailliert beschrieben werden.
1998
1999
2001
Phones
Low End
Mid Range
2005
Entry Level Phone
very limited data
High bandwidth small
screen phone
High bandwidth
small screen phone
VAS Mobil
Small Screen
VAS handsets
Communicator
VAS Mobile
Medium Screen
Multi-sub segments
Smartphone
Large Screen
Medium to large
screen
Organizer
Communicator
High end Smartphone
PDA
HPC
Portable
Computer
Small Notebook
Application specific
equipment or terminal
with bluetooth
Application specific
terminal with built-in or
plug-in wireless data
or voice data module
Application specific
equipment or terminal
with bluetooth
Bluetooth Enabled
High End
Application specific
terminal with built-in or
plug-in wireless data or
voice data module
Mini notebook with
built-in wireless module
Abb. 2.2: Entwicklung mobiler Endgeräte bis zum Jahr 2005 (Quelle: ARC Group Sep. 2000).
Alle genannten Endgerätekategorien lassen sich zwar prinzipiell unterscheiden, für einzelne Geräte
kann jedoch nicht immer eindeutig bestimmt werden, zu welcher Kategorie sie gehören, da die
rasante Weiterentwicklung die Charakteristika der genannten Kategorien verändert und neu entwickelte Geräte oder Komponenten immer auch weitere neue Eigenschaften hervorbringen. Nach der
Etablierung und Verbreitung drahtloser Datenkommunikation wurden so gut wie alle mobilen Endgeräte aller genannten Kategorien um technische Voraussetzungen für die Datenübertragung auf der
Basis von Funk oder Infrarot erweitert, so dass ein Datenaustausch zwischen den Geräten und z.T.
auch zwischen dem Computer und seiner Peripherie, und der Zugriff auf Daten und Dienste von
jedem Ort aus gewährleistet ist.
Mobiles Büro und Mobiles Internet
Mit dem Begriff „Mobile Computing“ wird in erster Linie die Ausdehnung herkömmlicher Büroarbeitsplätze auf mobile, d.h. wechselnde Einsatzorte verbunden. Der Zugriff auf Firmen-, private und
auch öffentliche Daten ist nicht mehr auf in ein stationäres Netz eingebundene DesktopComputer
beschränkt, sondern kann von beliebigen Orten aus durchgeführt werden. Von Bedeutung ist hierbei,
dass die Datenkommunikation ortstransparent bzgl. NutzerIn, Daten und Diensten gestaltet wird, d.h.,
die BenutzerIn muss nicht wissen, auf welchem Serverrechner sich die gewünschten Informationen
befinden und über welche Kommunikationskanäle diese zu kontaktieren sind. Zum größten Teil
stehen der BenutzerIn auf ihrem mobilen Endgerät die in ihrer gewohnten Arbeitsumgebung verwendeten Programme oder reduzierte Versionen dieser zur Verfügung. Mobile Computing beinhaltet
somit im wesentlichen die Ausführung herkömmlicher Desktop-Applikationen in mobilen Umgebungen.
Begriffe, Leitbilder, Paradigmen
11
Eine besonders hervorzuhebende Applikation stellt hier das sogenannte Mobile Internet dar. Das
Internet ist die größte, allgemein verfügbare Informationsquelle, die ständig um Informationen und
mittlerweile auch um Dienstleistungen und andere virtuelle Angebote ergänzt wird. Zielgruppe dieser
Offerten sind in erster Linie die Konsumenten, denen all ihre Wünsche erfüllt werden sollen. Aber
auch Firmen bieten ihren MitarbeiterInnen durch die Bereitstellung von Firmeninformationen und
-diensten über das Internet eine schier unbegrenzte Vielfalt, so dass die BenutzerIn nur ein entsprechendes mobiles Endgerät „in der Tasche“ haben muss, um diese zu nutzen.
Im Mobile Computing besteht, wie bei den meisten traditionellen Büroarbeitsplätze eine feste Beziehung zwischen der BenutzerIn und ihrem (digitalen) Arbeitsplatz. Deshalb wird in der Regel davon
ausgegangen, dass jede BenutzerIn über ihren „persönlichen“ Computer identifiziert werden kann,
egal, wo sie ihn benutzt. Vorausgesetzt wird damit jedoch auch, dass sie ihren Computer immer mit
sich trägt.
Ubiquitous Computing
Mit dem Begriff „Ubiquitous Computing“9 verbindet sich der Wunsch nach einer „allgegenwärtigen
elektronischen Unterstützung“. Dieses Leitbild wird auch als „Pervasive Computing“ bezeichnet10.
Sensoren und zunehmend auch kleine spezialisierte Computer werden in die Umgebung und in die
Dinge des täglichen Gebrauchs integriert, so dass diese informationstechnische Funktionalität hinzugewinnen. Der Mensch benutzt so, ohne dass er es bewusst tut, ein Computersystem, das für ihn so
gut wie unsichtbar geworden ist.
Integrierte Computer
Basistechnologie des Ubiquitous Computing sind Sensoren, die ständig ihre Umgebung beobachten
und deren Datenfluß mittels eines geeigneten Computers mit intelligenten Methoden ausgewertet
werden. Die Sensoren sind entweder mit einem zentralen Server verbunden, der die Interpretation der
Meßwerte aller Sensoren leistet, oder sie verfügen über einen eigenen integrierten Computer, der
diese Aufgabe übernimmt, seinerseits jedoch mit den Computern der anderen Sensoren verbunden ist,
so dass ein Netz miteinander kommunizierender intelligenter Sensoren entsteht. Die Sensoren bzw.
die spezialisierten Sensor-Computer-Einheiten werden unsichtbar in die physikalische Umgebung
oder in Gegenstände integriert, so dass diese neben ihrer herkömmlichen Funktionalität über eine
weitere, informationstechnische verfügen.
Technologische und wirtschaftliche Faktoren erlauben es heute, Computer optimal an die physische
Umgebung anzupassen und beliebige Gegenstände mit ihnen auszustatten. Der BenutzerIn stehen
somit hunderte von Rechnern gleichzeitig zur Verfügung, wobei jeder auf die Unterstützung fest
definierter Aufgaben spezialisiert ist. Existierende Prototypen und kommerziell angebotene Systeme
sind in den verschiedensten Kategorien zu finden und reichen von notizzettelgroßen Tabs, über Computer in A4-Größe, wie Pads oder Pentops, über intelligente Alltagsgegenstände, wie beispielsweise
Kaffeemaschinen, Kühlschränke oder Schuhe, sowie über elektronische Wandtafeln bis hin zu intelligenten Häusern11. Die eingesetzten Computer besitzen nicht notwendigerweise Standard-Interaktionskomponenten wie Bildschirm, Tastatur und Maus, sondern werden vielmehr mit Interaktionsmöglichkeiten ausgestattet, die den Spezifika und den Erfordernissen der jeweiligen zu realisierenden Aufgabe entsprechen. Die explizite Interaktion zwischen Mensch und Computer wird durch die Verfeinerung der Sensoren, durch die Kombination verschiedener Sensoren (sensor fusion) und durch eine
entsprechende Weiterentwicklung der maschinellen Intelligenz auf ein Minimum reduziert. Ziel ist es,
zukünftige Computer integrale Bestandteile der physischen Umgebung werden zu lassen, vergleichbar z.B. mit der Elektrizität und ihren Endgeräten, die uns so gut wie überall unbemerkt zur Verfügung steht.
9
[Wei93]
[Mat01]
[Wan95], [Live], [Haw97], [Coo97], [Scr97], [Abo00], [Stre98], [9
10
11
12
Kapitel II
Unsichtbarkeit
Donald Norman12 prophezeit in seinem Buch „The Invisible Computer“, dass der Computer als eigenständiges Gerät zukünftig aus der Welt verschwinden, seine Funktionalität dem Menschen aber weiterhin zur Verfügung stehen wird. Der Mensch wird sich „ganz normal“ in seiner gewohnten physikalischen Umgebung bewegen und seinen üblichen Tätigkeiten nachgehen. Die Umgebung ist allerdings technisch so ausgestattet, dass sie die BenutzerIn wahrnehmen, ihre Intention erkennen und
entsprechend aktiv werden kann. Die BenutzerIn muss nichts von den aktiven Computersystemen
wissen, für sie bleiben sie unsichtbar.
Mit dem Begriff der „Unsichtbarkeit“ wird aber auch auf die u.a. von Winograd13 beschriebene
„Zuhandenheit“ („readiness to hand“) referiert: Ein gutes Werkzeug lässt es zu, dass sich seine
BenutzerIn auf die zu erledigende Aufgabe und nicht auf das Werkzeug selbst konzentriert. Wie bei
der Benutzung eines Bleistifts beim Schreiben, verschwindet das Werkzeug fast gänzlich aus dem Bewusstsein der BenutzerIn, wenn Schreiben mit einem Bleistift für sie eine alltägliche Tätigkeit ist –
das Werkzeug wird in diesem Sinne unsichtbar. Ziel ist es, den Computer als Teil der „HintergrundAssistenz“ zu gestalten, die vorausgesetzt wird, ohne dass sie direkt wahrgenommen wird oder wahrgenommen werden muss. Der Computer als solcher ist nicht existent, sondern ein weiteres Werkzeug,
das keine Aufmerksamkeit für die Bedienung selbst erfordert.
Während bei der Vision des Mobile Computing von einer festen Beziehung zwischen der BenutzerIn
und ihrem Computer ausgegangen wird, besteht beim Ubiquitous Computing keine solche Zuordnung. Jede Person kann alle in ihrer Umgebung befindlichen Geräte gleichermaßen nutzen, ohne dass
sie einen Computer mit sich tragen muss. Voraussetzung für die Nutzung ist allerdings, dass die
Umgebung entsprechend „sensorisiert“ bzw. „computerisiert“ ist, d.h., dass die Umgebung die BenutzerIn wahrnimmt und ihre Bedürfnisse und Intentionen erkennt. Die einzelnen Computer entwickeln
sich dabei immer mehr von universellen zu spezialisierten Geräten, die einen bestimmten Zweck
erfüllen bzw. auf eine Funktionalität hin optimiert sind. Für jede Aufgabe stehen so eine Reihe optimal angepasster, in die Umgebung integrierter, intelligenter Objekte zur Verfügung, die in ihrer vernetzten Gesamtheit die Vision der „allgegenwärtigen informationstechnischen Unterstützung“
verwirklichen.
Augmented Reality
Ursprünglich war Augmented Reality (AR) – die Erweiterung bzw. Anreicherung der realen Welt –
wohl die direkte Nachfolge der so genannten immersiven Virtual Reality14 (VR). AR wurde in dem
Moment relevant, als sich herauskristallisierte, dass die Welt nicht vollständig im Computer abgebildet werden kann. Der wesentliche Unterschied liegt darin, dass die BenutzerIn nicht nur im Kontakt
mit der sie umgebenden realen Welt bleibt, sondern dass diese sogar in den Mittelpunkt gerückt wird:
Die reale Sicht der BenutzerIn wird mit computergenerierten, zumeist visuell präsentierten, dreidimensional dargestellten Informationen direkt überlagert15. Die Darstellung der zusätzlichen Informationen erfolgt in Abhängigkeit von der BenutzerIn und ihrer Umgebung, d.h. sie bekommt Informationen so eingespiegelt, dass diese sich mit ihrer Position in der physikalisch-gegenständlichen
Umgebung, mit ihrer Blickrichtung und auch mit ihrer aktuellen Aufgabe decken. Viele der so
genannten VR-Technologien wurde für AR-Systeme übernommen, insbesondere die Head-MountedDisplays (HMD), die 3D-Visualisierung und das Tracking. Heute lässt sich feststellen, dass der
Begriff Augmented Reality in dieser engen Bedeutung nur noch im akademischen Umfeld verwendet
wird. Moderne AR wird eher als „Mixed Reality“ oder auch „Mediated Reality“ bezeichnet und meint
eine möglichst enge Kopplung bzw. ein Zusammenwachsen der realen Welt der Gegenstände mit der
virtuellen Welt der Informationen.
12
[Nor98]
[Win96]
Immersive VR ist die Variante der virtuellen Realität, in der die BenutzerIn vollständig in die
computergenerierte Welt eintaucht, indem alle ihre Sinneseindrücke mittels einer Computersimulation gesteuert
werden und sie keinerlei Kontakt zur realen Welt behält.
15
[Bar01], [Bux97], [Wel93]
13
14
Begriffe, Leitbilder, Paradigmen
13
Augmented Reality Systeme
Die „klassischen“ AR-Systeme bestanden aus einem oder mehreren Hochleistungsrechnern, die in der
Lage waren, das Tracking der Position und der Blickrichtung der BenutzerIn und die entsprechende
3D-Visualisierung in Echtzeit zu leisten. Der BenutzerIn wurden in Abhängigikeit von ihrer Position
und ihrer Blickrichtung zusätzliche computergenerierte Informationen angezeigt. Zur Interaktion mit
der BenutzerIn war der Computer mit einem halbdurchsichtigen binokularen HMD, einem oder mehreren Trackingsystemen und einem expliziten Eingabe-Device, z.B. einem Mikrofon, einer 3D-Maus
oder einem alternativen Device ausgestattet. Die BenutzerIn trug dieses Equipment am Körper befestigt oder z.T. in der Hand, einzige Ausnahme waren die stationären Computer. Darüber hinaus war
die Umgebung mit den für das Tracking erforderlichen Sendern und Empfängern ausgestattet. In
einem gewissen Radius konnte sich die BenutzerIn mit diesem System allerdings auch bewegen. Mit
neuerer, wesentlich leistungsfähigerer Computer-Hardware gibt es mittlerweile auch schon mobile
Varianten von AR-Systemen. Im Rechner wird ein dreidimensionales Modell der Umgebung vorgehalten, das mit den verschiedensten zusätzlichen Informationen versehen ist. Die Position und die
Blickrichtung der BenutzerIn wird anhand der Trackingsensoren ermittelt. Auf dieser Grundlage wird
die Sicht der BenutzerIn durch Projektion auf einen halbdurchsichtigen Spiegel vor beiden Augen mit
virtuellen Informationen überlagert. So entsteht beispielsweise ein zerstörtes Gebäude virtuell wieder
an der Stellen, an der es einstmals gestanden hat, oder ein Neubau kann vor Ort direkt in der Landschaft und an der Stelle gezeigt werden, an der er einmal stehen soll.
In jüngster Zeit rückt AR immer weiter in die begriffliche Nähe von Wearable Computern16. Der
Unterschied, der noch gemacht wird, bezieht sich auf die Mensch-Computer-Interface-Technologie,
die bei AR im Vordergrund steht. Wearable Computer werden eher mit ihren Rechnereigenschaften
identifiziert, doch auch das verändert sich zz., so dass man an dieser Stellen nur feststellen kann, dass
Wearable Computer mittlerweile für Augmented Reality eine wesentliche Rolle spielen.
Kopplung von Gegenständen mit Informationen
Ob man nun von „alten“ AR-Systemen oder von neuen Wearable Computern ausgeht, es gibt
Gemeinsamkeiten beider Varianten: Die offensichtlichste ist, dass die BenutzerIn die InteraktionsDevices am Körper trägt – ein HMD, ein Tracking-System, ein Interaktionsmedium. Darüber hinaus
ist die BenutzerIn mit Sensoren versehen, die ihre Umgebung (technisch) wahrnehmen. Die Werte
dieser Sensoren werden vom Computersystem als implizite Eingaben aufgefasst und zusammen mit
den expliziten BenutzerInnen-Eingaben dazu genutzt, mit intelligenten Methoden zu ermitteln, welche Informationen der BenutzerIn aktuell zu präsentieren sind. Je nach Anwendungsbereich können
das sehr unterschiedliche Informationen sein und auch die Form der Darstellung kann variieren.
Charakteristisch für Augmented Reality ist jedoch, dass die präsentierten Informationen einen direkten Bezug zur aktuellen realen Umgebung haben, und dass dieser Bezug auch optisch hergestellt wird,
indem die virtuelle Information visuell die reale Welt genau an der Stelle überlagert, an der sie verortet ist.
Ein Augmented Reality-System in der Benutzung stellt durch seine körperliche Nähe und durch seine
ständige Präsenz im Sichtfeld der BenutzerIn einen starken Personenbezug her. Durch die Verwendung von Sensoren, die ja auch in unmittelbarer Nähe der BenutzerIn sind, kann ein derartiges System im Prinzip alles wahrnehmen, was die BenutzerIn wahrnimmt. Zur Auswertung aller integrierten
Sensoren sind intelligente Softwareprogramme aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz erforderlich, realisiert werden sie z.B. unter Zuhilfenahme von Software-Agenten.
Agenten und Assistenten
Dem Leitbild des Agenten bzw. Assistenten bei der Gestaltung von Computerprogrammen liegen
zwei Wünsche zugrunde. Zum einen die Hoffnung, leicht variierende aber ständig wiederkehrende,
gleichförmige Aufgaben an eine Instanz zu delegieren17, die diese ganz im Sinne der BenutzerIn
16
17
siehe z.B. das Vorwort in [Bar01]
[Pfl01]
14
Kapitel II
erfüllt. Und zum anderen soll die Interaktion zwischen Mensch und Computer so einfach sein wie der
Umgang mit einer menschlichen AssistentIn. Dazu muss ein Agent die Bedürfnisse der BenutzerIn
kennen lernen, Wissen besitzen und im übertragenen Sinne ein „Bewusstsein“ oder eine „Persönlichkeit“ entwickeln. Diese Sichtweise entspricht der weitgehenden Abkehr vom Gedanken der Automatisierung und insbesondere des vollständigen Ersetzens menschlicher Kompetenz durch ein Computersystem. Die Computerunterstützung durch Agenten wird realisiert durch die kognitive Integration
technischer und menschlicher Fähigkeiten mit Hilfe adaptiver bzw. intelligenter Computersysteme.
Adaptive, intelligente Computersysteme
Ausgerüstet mit Hintergrund- und A-priori-Wissen über den Ablauf von Arbeitsprozessen, über Vorund Nachbedingungen von notwendigen Teilschritten und über individuelle Strategien der Aufgabenabarbeitung und des Informationsmanagements, sowie mit Verfahren und Techniken des Problemlösens sind adaptive bzw. intelligente Computersysteme in der Lage, sich der jeweiligen BenutzerIn
anzupassen und an ihrer Stelle aufwändige und häufig wiederkehrende monotone Aufgaben zu erledigen. Für eine Unterstützung der Entscheidungsfindung werden i.d.R. Expertensysteme, Inferenzmaschinen, Wissensbasen, Deduktionsmethoden oder so genannte prädikative Programmiersprachen
eingesetzt. Aber auch einfache Konzepte wie Entscheidungstabellen und Heuristiken können zur
Simulation von adaptivem und intelligentem Verhalten dienen. Adaptive bzw. intelligente Systeme
sind nicht an einen bestimmten Rechnertyp gebunden, sondern werden in erster Linie softwaretechnologisch umgesetzt. Bisher sind sie hauptsächlich auf Desktop-Computern zu finden, eine
Portierung auf ein mobiles Endgerät ist möglich. Anzumerken ist allerdings, dass der Aufbau und die
Verwaltung von Wissensbanken sowie die Ableitung von Wissen abhängig vom Anwendungsbereich
und der zu unterstützenden Aufgabe sehr speicher- und rechenintensiv sein kann, so dass das mobile
Endgerät eine entsprechende Leistungsfähigkeit besitzen muss, bzw. auf externe Ressourcen zurückgreifen kann.
Kognitive Integration
Wesentliche Eigenschaften von intelligenten Software-Agenten sind Autonomie, Sozialfähigkeit,
Reaktionsfähigkeit und Pro-Aktionsfähigkeit18 sowie Lernfähigkeit. Diese Eigenschaften werden
technisch realisiert und befähigen ein System, der NutzerIn automatisierbare, aufwändige und monotone Aufgaben abzunehmen bzw. ihr bei der Entscheidungsfindung und Problemlösung zu assistieren.
Geforscht und entwickelt wird hier beispielsweise am zukünftigen modernen Büro mit einem virtuellen Sekretär. Dieser übernimmt typische automatisierbare Aufgaben wie Informations- und Postfilterung, Terminvereinbarungen, Meetingscheduling und Telefonmanagement19. Intelligente Agenten
werden aber auch in CBT (Computer Based Training)-Systemen eingesetzt, wo sie abhängig von den
präsentierten Lerninhalten und den Bedürfnissen sowie Aktionen der Lernenden weitere Informationen anbieten, Hinweise geben und diese geeignet darstellen20.
Eine weitere Form von Agenten sind so genannte Internet-Agenten, die hauptsächlich zur Informationsfilterung und zur Zusammenstellung und Präsentation individueller Archive wie z.B. persönlichen
Zeitungen21 eingesetzt werden. So genannte Interface-Agenten, wieder eine andere Kategorie,
ermöglichen die Anpassung von Benutzungsschnittstellen an individuelle Arbeitsweisen, um erforderliche Lernphasen und bestehende kognitive Belastungen bei der Interaktion mit Computertechnologie zu minimieren. Allen Agenten und Assistenten ist gemeinsam, dass sie der BenutzerIn Aufgaben abnehmen, die sonst kognitive Ressourcen gebunden hätten, und ihr so Freiraum für andere oder
wichtigere Tätigkeiten eröffnen.
18
[Woo96]
[Spi97], [Doh97], [Höp97]
20
[Pie97], [Mül97]
21
[Sch97]
19
Begriffe, Leitbilder, Paradigmen
15
Wearable Computing
Wearable Computing kann als Synergie der vorgenannten Paradigmen aufgefasst werden, für die
einzelne Konzepte aus jedem vorgenannten Bereich genommen und in neuartiger Weise miteinander
in Verbindung gebracht werden. Daraus entstanden ist eine Intensivierung der Vision des „anytime,
anything, anywhere“ hinsichtlich der Unterstützung von Tätigkeiten, die für den Einsatz von Computertechnologien bisher unzugänglich waren. Gemeint sind hier „mobile Tätigkeiten“ jenseits der
Schreibtischarbeit, die notwendigerweise in der realen, gegenständlichen Welt angesiedelt sind. Eingesetzt werden mobile Endgeräte, insbesondere jedoch Wearable Computer und Smart Clothings, die
neben ihrer mobilen Einsetzbarkeit einige weitere Merkmale aufweisen, die weit über ihre reinen
Hardware-Eigenschaften hinausgehen. Ziel ist die Realisierung einer intelligenten mobilen Assistenz
für eine BenutzerIn, deren primäre Aufgabe in der gegenständlichen Welt liegt und deren Aufmerksamkeit vorrangig auf diese gerichtet sein muss. Ein informations- und kommunikationstechnische
Unterstützung muss an die Einsatzbedingungen angepasst sein, sich aber auch selbst an die aktuelle
Situation anpassen und der BenutzerIn einen Mehrwert liefern.
Wearable Computer und Smart Clothings
Wearable Computer sind, wie eingangs schon erwähnt, leistungsfähige mobile Endgeräte, die von
ihrer BenutzerIn so am Körper getragen werden, dass sie über das größtmögliche Maß an Bewegungsfreiheit für die Ausführung ihrer primären Tätigkeit verfügt. Die Miniaturisierung von Rechnertechnologie ist so weit fortgeschritten, dass ein derartiger Rechner in einer Streichholzschachtel
Platz findet und in Bekleidung oder Accessoires integriert werden kann; an entsprechend miniaturisierten Energielieferanten wird intensiv gearbeitet. Bradley Rhodes22 fordert einige qualitative Eigenschaften für Wearable Computer (kurz: Wearable), z.B., dass ein Wearable ständig „im Einsatz“ ist,
also immer sofort benutzbar ist, auch in der Bewegung, und dass möglichst beide Hände frei bleiben
für Aufgaben jenseits der Computerbenutzung. Ein Wearable sollte darüber hinaus den physikalischen Kontext der BenutzerIn mittels Sensoren erfassen und der BenutzerIn proaktiv Informationen
liefern.
Diese Charakterisierung verdeutlicht, ein Wearable Computer besteht nicht nur aus einer kleinen
Recheneinheit mit einer bestimmten Leistungsfähigkeit; die Ein-/Ausgabe-Devices, ihre Anordnung
am Körper der BenutzerIn, der Einsatz intelligenter Sensoren und insbesondere die Gestaltung der
Schnittstelle zwischen Mensch und Computer spielen für Wearable Computing die zentrale Rolle.
Den genannten Eigenschaften ist deshalb mindestens noch hinzuzufügen, dass die Schnittstelle23 so
gestaltet sein muss, dass der Interaktionsaufwand für die BenutzerIn so gering wie möglich ist. Was
das konkret bedeutet, bestimmt im wesentlichen der Einsatzbereich, d.h. die Anforderungen und
Bedingungen der Anwendung, für die Wearable Computing eine innovative Lösung bieten soll.
Intelligente, mobile Assistenz
Bei der Realisierung von Desktop Computing und auch bei der Umsetzung von Mobile Computing,
ja, sogar für Virtual Reality konnte immer von der ungeteilten Aufmerksamkeit der BenutzerIn für
das Computersystem während der Nutzung ausgegangen werden. Das ist im Wearable Computing
anders: Die primäre Aufgabe und damit auch die Aufmerksamkeit der BenutzerIn ist und bleibt in der
realen Welt verortet. Im Fokus des Interesses stehen hier Tätigkeiten, die nicht automatisiert werden
können, da sie menschliche Kompetenz, Erfahrung und Fertigkeiten erfordern. Informationstechnologie kann bei einem Teil dieser Art von Tätigkeit hilfreich und produktionssteigernd wirken, insbesondere dann, wenn vor Ort Informationen benötigt, Berechnungen gemacht oder Daten aufgenommen
und interpretiert werden müssen. Computertechnologie kann hier allerdings nur unterstützend eingesetzt werden und muss sich immer den Anforderungen der realen Welt unterordnen. Je unscheinbarer
solche Systeme sind, je weniger Aufmerksamkeit für die Benutzung sie erfordern und je intelligenter
22
[Rho97]
Mit der Bezeichnung „Schnittstelle“ ist hier nicht ein Anschluss oder eine Norm gemeint, sondern das Interface
im umfassenden Sinne der HCI (Human-Computer Interaction).
23
16
Kapitel II
und selbstständiger sie funktionieren, desto mehr können sie die BenutzerIn entlasten und sich als
innovativ und gewinnbringend erweisen.
Wearable Computing stellt für die Realisierung mobiler, tragbarer Computertechnologie das zentrale
Leitbild dar. Konkrete Umsetzungen werden allerdings nur erfolgreich sein, wenn im metaphorischen
Sinne das Zusammenspiel zwischen Hardware, Software und Anwendung funktioniert und ein Mehrwert für die BenutzerIn entsteht. Die folgenden Abschnitte geben einen detaillierten Einblick in einige
relevante Komponenten. Eine so genannte „Killer-Anwendung“ wurde zwar noch nicht entdeckt, die
Vielfalt der angedachten, untersuchten oder prototypisch entwickelten anwendungsspezifischen
Lösungen gibt aber genügend Hinweise auf die noch ungenutzten Potenziale dieser Technologie.
Kapitel III
Anwendungen
Die Verbreitung und Etablierung mobiler, tragbarer Computersysteme wird davon abhängen, welche
Vorteile ihr Einsatz und ihre Entwicklung für die Anwendungsbereiche bringen. Bisher wurde Computertechnologie in der Automatisierungstechnik und für eine Vielzahl von Bürotätigkeiten höchst
erfolgreich eingesetzt. E-Commerce und E-Business sind die aktuellen Schlagworte für die Durchdringung des Handels und der Dienstleistungen mit Computertechnologie, E-Government das
entsprechende Pendant für die öffentliche Verwaltung und die Tätigkeit der Ämter. Und auch der
private Bereich ist durchdrungen von dieser Technologie. Auch wenn man manchmal das Gefühl, hat
es ist schon alles „computerisiert“, was man sich vorstellen kann, so gibt es doch noch einige große
Bereiche, die bisher noch nicht informationstechnisch unterstützt werden konnten. Das sind in erster
Linie Bereiche, die sich der Automatisierung entziehen und keine Bürotätigkeiten sind. Es sind Tätigkeiten, die die Kompetenz und die Erfahrung von Menschen erfordern, und es sind Bereiche, die in
der realen, gegenständlichen Welt situiert sind und nicht ins Virtuelle verlagert werden können.
Im diesem Kapitel werden die Anwendungsbereiche charakterisiert, für die Wearable Computing
einen Mehrwert bieten kann, und es werden die Anwendungsfälle genannt, die bereits identifiziert
worden sind. Für diese Anwendungsfälle gibt es eine umfangreiche Palette von Ansätzen und Umsetzungen, die unter Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme geeignete Lösungen anbieten. Diese
reichen von der Portierung „stationärer“ Software auf Wearable Computer bis hin zur Offenlegung
noch ungelöster Forschungsfragen. In diesem Kapitel werden die bisherigen Ansätze zusammengefasst. Den mit Abstand größten Teil dieses Kapitels nimmt jedoch die schematische Beschreibung
dokumentierter Fallstudien ein. Sie zeigen in ihrer Vielfalt in eindrucksvoller Weise, welches Potenzial Wearable Computing beinhaltet, und das in mehrfacher Hinsicht:
•
Es gibt bisher nur wenige kommerziell verfügbare Lösungen, die auf andere Firmen oder
andere Aufgaben übertragen werden könnten. Ein Anpassung an die Belange der AnwenderInnen und insbesondere an die konkrete Aufgabe ist immer erforderlich.
•
Eine Neu- und Weiterentwicklung von Computersystemen ist weiterhin sowohl hinsichtlich
der Hardware und insbesondere auch bzgl. der Software erforderlich. Es gibt zwar schon
eine breite Palette von Hardwarekomponenten, doch die Anwendungsbeispiele zeigen, dass
besonders die Integration der Komponenten zu einem konsistenten Gesamtsystem noch
nicht weitreichend genug ist.
•
Es gibt noch eine beträchtliche Anzahl offener Fragen an die Forschung. Viele dieser
Fragen können nicht von einer Disziplin allein beantwortet werden, so dass interdisziplinäre
Zusammenarbeit ein zentraler Bestandteil des Wearable Computing sein wird.
•
Die Eigenschaften der neuen tragbaren Hardware und die entsprechende Software öffnen
neue Wege in Anwendungen, die bisher computertechnisch nicht unterstützt werden
konnten und bilden so den Boden für Innovationen innerhalb der Annwendungsbereiche.
17
18
Kapitel III
Anwendungsbereiche
Verschiedene Quellen, z.B. Case Studies und White Paper der Hersteller von Wearable ComputingHardware oder von Softwareentwicklern für den Einsatz auf mobilen Geräten, aber auch wissenschaftliche Untersuchungen belegen die Vielfalt der möglichen Branchen und Anwendungsbereiche
für die Wearable Computing ein Innovationspotenzial darstellt. Die Palette umfasst die gesamte
Breite der klassischen Wirtschaftssektoren – von der Dienstleistung über die Industrie bis hin zur
Landwirtschaft – sowie den sog. Konsumenten-Bereich, also das persönliche Leben jeder einzelnen
Person. Innerhalb der Wirtschaftssektoren wurde eine Vielzahl von Anwendungsbereichen für den
Einsatz von Wearable Computing-Technologie identifiziert. Erste Umsetzungen informationstechnischer Lösungen mit mobilen, tragbaren Computersystemen wurden bereits für folgende Sparten
entwickelt:
•
Logistik
•
Produktion, Montage, Konstruktion
•
Instandhaltung: Inspektion, Wartung, Instandsetzung
•
Medizin
•
Tourismus / Kultur
•
Umwelt / Landwirtschaft
•
Unterhaltung / Journalismus
•
Krisen- und Katastrophenmanagement
•
Militär / Sicherheit
•
Facility Management
Darüber hinaus eröffnet jede Auseinandersetzung mit Wearable Computing und mit Anwendungsbereichen, in denen mobile, tragbare Computertechnologie erfolgversprechend eingesetzt werden
kann, weitere Einsatzgebiete. Gespräche mit AnwenderInnen und die Präsentation von exemplarischen Wearable Computing-Lösungen bewirken bei diesen häufig eine Erweiterung des eigenen
Blickwinkels hinsichtlich des Potenzials dieser neuen Technologien für das eigene Aufgabenspektrum. Deshalb enthält diese Studie die schematische Dokumentation einer Vielzahl von Anwendungsbeispielen aus allen genannten Anwendungsbereichen. Die ausführliche Beschreibung der umgesetzten oder erforschten Anwendungsfälle am Ende dieses Kapitels dient neben der Dokumentation
insbesondere der Anregung der Phantasie.
Die Breite der Palette der potenziellen Einsatzgebiete kommt zustande, da die genannten Anwendungsbereiche Gemeinsamkeiten aufweisen, die Aufgaben, Funktionen und Tätigkeiten betreffen.
Eine dieser Gemeinsamkeiten, die für den Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme außerordentlich relevant ist, ist die Tatsache, dass es in allen genannten Branchen und Anwendungsbereichen
einen gewissen Anteil an Aufgaben gibt, die als mobile Tätigkeiten bezeichnet werden können. Das
sind Tätigkeiten, die
•
in der Bewegung ausgeführt werden (z.B. Kommissionierung, Bewachung, landwirtschaftliche Bewirtschaftung) oder
•
an wechselnden Einsatzorten stattfinden (Wartung von Schiffen, Straßeninspektion, Krisenmanagement) oder
•
zwar an einem Ort aber an wechselnden Objekten durchgeführt werden (Inspektion von
Fahrzeugen, Flugzeugen, Lagerverwaltung) und
•
bei denen die primäre Aufgabe und die Aufmerksamkeit der BenutzerIn in der physischen
Welt verortet ist (Die BenutzerIn agiert in der realen Welt, das Computersystem bietet ihr
etwas Zusätzliches).
Anwendungen
19
Je nachdem, wie grob oder wie fein man den Begriff „Tätigkeiten“ fasst, sind alle vier genannten
Aspekte in einer mobilen Tätigkeit enthalten. Allerdings bedarf nicht jede mobile Tätigkeit einer
informationstechnischen Unterstützung, das tatsächliche Potenzial ist im Einzelfall zu prüfen. Für
viele kann sie jedoch wirtschaftlich und qualitätssteigernd sein, z.B. dort, wo immer wieder ein
bestimmter Workflow eingehalten werden muss, wo das Vorgehen und der Zustand des Arbeitsgegenstands genau dokumentiert wird oder wo der Zugriff auf umfangreiches Informationsmaterial
die Arbeit vor Ort beschleunigt und verbessert.
Der letztgenannte Punkt der Charakterisierung mobiler Tätigkeit hat weitreichende Folgen, erfordert
die Entwicklung eines geeigneten informationstechnischen Systems zur Unterstützung mobiler Tätigkeiten doch ein Überdenken aller bisherigen Interaktionskonzepte, da bei der Gestaltung bisher immer
von der vollen Aufmerksamkeit der BenutzerIn für das Computersystem ausgegangen werden konnte.
Bei der Benutzung einer Textverarbeitung, einer Tabellenkalkulation, eines Autorensystems oder
eines CAD-Programms befindet sich der Arbeitsbereich der BenutzerIn sozusagen „im Computer“.
Das Gleiche gilt für die dreidimensionale Visualisierung komplexer Informationen in den so genannten „Virtual Reality Environments“. Bei mobilen Tätigkeiten im oben genannten Sinne hingegen gilt
die Aufmerksamkeit der BenutzerIn in erster Linie den Gegenständen der realen, physischen Welt
z.B. dem zu inspizierenden Fahrzeug, den zu transportierenden Paketen oder der zu behandelnden
PatientIn. Jedes hier eingesetzte Computersystem kann die eigentliche Aufgabe nur unterstützen und
muss mit einem geringen Aufwand an Aufmerksamkeit und mit einer minimalen Interaktion zwischen
Mensch und Computer zu benutzen sein. Das Leitbild für die Gestaltung von Systemen, die diesen
Anforderungen genügen, ist Wearable Computing. Im vorliegenden Kapitel stehen deshalb die
Anwendungsfälle im Vordergrund, die in den oben genannten Anwendungsbereichen identifiziert
werden konnten und für die bereits Wearable-Computing-Lösungen vorgeschlagen oder umgesetzt
und dokumentiert worden sind.
Über die Anwendungsbereiche hinaus gibt es Aufgaben, die zwar nicht in jeder Branche auftreten und
nicht überall die gleiche Relevanz haben, die aber auch oder gerade bei mobilen Tätigkeiten in vielen
Fällen eine außerordentliche Rolle spielen und anwendungsübergreifend auftreten:
•
Bildung, Training, Instruktion „on the job“
•
Kommunikation / Kooperation / Kollaboration: synchroner oder asynchroner Dialog
zwischen Menschen, z.B. Expertenkonsultationen auch über weite Entfernungen hinweg,
und Sprachübersetzung
•
Dokumentation: Informationsbereitstellung durch Zugriff auf Pläne, Zeichnungen, Handbücher, Reparaturanleitungen usw. aber auch Berichtswesen, d.h. Protokollierung und
Berichterstattung
•
Messen, Erfassen, Auswerten, Vergleichen und Speichern von Daten jederzeit und an
beliebigen Orten
Welche Anwendungsfälle identifiziert worden sind, wird im nächsten Abschnitt erläutert, auf die
Lösungsansätze wird im anschließenden Abschnitt eingegangen. Die ganze Fülle der bereits informationstechnisch erschlossenen Anwendungsaspekte lässt sich beim Durchstöbern der schematisch
beschriebenen Anwendungsbeispiele erfassen. Die Bilder in diesem Kapitel vermitteln einen
Eindruck von den umgesetzten Lösungen in den verschiedensten Branchen und für die unterschiedlichsten Aufgaben.
Anwendungsfälle
Die Auswertung von dokumentierten Anwendungsbeispielen, White Papers und wissenschaftlichen
Veröffentlichungen ergab eine umfangreiche Palette von Anwendungsfällen, d.h. von informationsund kommunikationstechnischen Aufgabestellungen, die bei mobilen Tätigkeiten anfallen bzw. hier
eine besondere Rolle spielen. Da es heutzutage kaum noch Branchen gibt, die Computertechnologie
nicht nutzen, handelt es sich bei den Anwendungsfällen des Wearable Computing häufig um Erweiterungen der bisher eingesetzten Technologien und um die Integration in eine vorhandene Infrastruktur.
20
Kapitel III
Je nach Branche und Anwendungsbereich unterscheiden sich die informationstechnischen Aufgabenstellungen. Die Vielfalt ist enorm. Es gibt aber auch übergreifende Gemeinsamkeiten. Eine wesentliche Gemeinsamkeit ist, dass der aktuelle Kontext der BenutzerIn eine wesentliche Rolle spielt: Die
Bereitstellung von Informationen und der Zugriff auf diese muss bei einer mobilen Tätigkeit, insbesondere weil die primäre Aufmerksamkeit der BenutzerIn der realen Welt gilt, auf die aktuelle Situation und Aufgabe abgestimmt sein. Ein mobiles, tragbares System eignet sich andererseits aber auch
besonders gut dazu, Kontexte zu erfassen, mehr als jedes stationäre. Welche Faktoren hier bestimmend sind, hängt vom Anwendungsbereich ab. Im Tourismus beispielsweise lässt die Bestimmung
der geographischen Position der BenutzerIn Schlüsse darüber zu, welche Restaurants mittags angeboten werden sollten oder zu welchen Sehenswürdigkeiten multimediale Informationen bereitgestellt
werden. Andere Aufgabenstellungen erfordern und erbringen andere Kontexte: Zeit, Ort, Zustand der
Umgebung (bzw. der Objekte in unmittelbarer Umgebung), Fähigkeiten oder Zustand der BenutzerIn,
Vorlieben und Intention der BenutzerIn, Aufgabe, Historie der Tätigkeit usw., die Liste lässt sich
beliebig fortsetzen.
Hier nun einige Beispiele von konkreten Aufgaben und Anforderungen, die mittels des mobilen, tragbaren Computersystems unterstützt oder von ihm übernommen werden können:
•
Explizite Informationsakquisition
o Erfassung von Messwerten, Texten, Bildern, Bildfolgen etc. und ihre geeignete
Aufbereitung durch die BenutzerIn direkt vor Ort
o Einlesen kodierter Daten (z.B. Barcode, RF-Tags)
o Online-Berichterstattung
o semi-automatische Erstellung von Dokumentationen, z.B. Protokollierung von
Arbeitsabläufen, Schadensberichts- oder Inspektionsberichtserstellung
•
Implizite Informationsakquisition
o automatische Erfassung des aktuellen Kontextes
o Messung und Auswertung aktueller Umgebungsvariablen, z.B. der Luftzusammensetzung, der Radioaktivität, der Temperatur, inkl. Alarmierung
o Messung und Auswertung von aktuellen benutzerInnenbezogenen Daten z.B. ihre
Position, ihren emotionalen Zustand, ihre körperlichen Vitalwerte (inkl.
Alarmierung)
o berührungslose Objektidentifikation z.B. bei der Inventarisierung, oder kontextabhängig bei der Inspektion oder zur Objektverfolgung
•
Workflow-Management
o Ausführen eines vorgegebenen Arbeitsablaufs anhand von Checklisten;
o flexible Arbeitsplanung und kontextabhängige Auftragserteilung, z.B.
positionsabhängig, abhängig vom Systemzustand, von der Auftragslage, von der
aktuellen Situation etc.
o schrittweise BenutzerInnenführung bei der (multimedialen) Instruktion
o flexible Koordinierung von Arbeitsabläufen, z.B. auch in Krisensituationen
•
Synchronisation virtueller Informationen mit den realen Gegebenheiten vor Ort, z.B.
o Abgleich aktuell gemessener Werte mit bereits vorhandenen (Konsistenzprüfung)
o Einpflegen neuer Messwerte in ein digitales Modell
o Ein- und Aus-Checken von Objekten in ein Warenwirtschaftssystem, ein Prozesskontrollsystem oder ein anderes Informationssystem
•
Expliziter oder kontextgetriebener Zugriff auf verschiedene umfangreiche, heterogene und
z.T. verteilte Informationsbestände, z.B. auf
o technische Dokumentationen wie digitalisierte Manuals, Pläne, umfangreiche
Zeichnungen, Konstruktionspläne und Bilder
o Demonstrationen und andere Erklärungsformen, präsentiert in multimedialer
Form
Anwendungen
21
o
o
zu früheren Zeitpunkten erstellte Dokumentationen, z.B. Protokolle Verlaufsberichte, Inspektionsberichte
aktuelle Anlagendaten bzw. Prozessinformationen, die an anderer Stelle vorgehalten, d.h. gemessen und ausgewertet werden (der Zugriff kann passiv oder aktiv
durch die BenutzerIn erfolgen)
•
kontextabhängige Informationspräsentation: Auswahl und Darbietung von Informationen in
Abhängigkeit von verschiedenen Kontexten, z.B. von der aktuellen Position der BenutzerIn,
vom Datum und der genauen Uhrzeit, vom systeminternen Zustand, von der aktuellen Aufgabe, vom Ort und der Blickrichtung der BenutzerIn, aber auch von ihren Vorlieben und
Intentionen
•
Kollaborations- und Kooperationsunterstützung durch Bereitstellung von drahtlos vermittelten Kommunikationsdiensten wie E-Mail, Chat, Telefonie, Videokonferenz, RemoteZugriffen; einzeln und insbesondere multimedial kombiniert
•
kontextabhängige BenutzerInnenführung, z.B. geographische Navigations- und Orientierungsunterstützung, situationsabhängige Arbeitsprozesssteuerung, Reparaturanleitung
•
persönliche Assistenz, z.B. persönliches Informationsmanagement, Gedächtnis- und Wahrnehmungsunterstützung, Kontrolle des eigenen körperlichen und gesundheitlichen Zustands
Um die Anwendungsfälle technologisch in geeignete Computersysteme umzusetzen, sind bereits
erheblicher Anstrengungen unternommen worden, die in einigen allerdings noch recht wenigen Fällen
zu Produkten und zu einem kommerziellen Einsatz der Wearable-Computing-Technologie geführt
haben. Hier besteht noch ein enormer Entwicklungsbedarf. In der letzten Dekade hat sich sowohl im
Hardware- als auch im Softwarebereich viel getan, so dass in naher Zukunft mit wesentlich mehr Produkten auf dem Markt zu rechnen ist. Diese Prognose lässt sich z.B. an der Anzahl der Produkte festmachen, die im Hardwaresektor bereits für Ende 2001 bzw. für 2002 angekündigt worden sind
(Poma, MA TC und MA V von Xybernaut, PC Stick von ViA, cybercompanion von der gleichnamigen Firma, Spot Core Module von der WearableGroup der CMU). Im folgenden Abschnitt werden
einige bereits beschrittene Wege und Lösungen anwendungsbezogen dargestellt, auf Hardwarekomponenten wird in den späteren Kapiteln ausführlich eingegangen.
Bisherige Lösungen und Umsetzungen
Mobile Tätigkeiten haben das Charakteristikum, dass die primäre Aufgabe der BenutzerIn in der realen, gegenständlichen Welt vorortet ist, so dass ihre Aufmerksamkeit ebenfalls in erster Linie der
realen Welt gilt. Die Benutzung der Informations- und Kommunikationstechnologie kann, anders als
z.B. bei Schreibtischarbeiten und insbesondere auch anders als bei Virtual-Reality-Lösungen, nur
„nebenbei“ erfolgen. Aus diesem Umstand ergeben sich neue Anwendungsfälle, aber insbesondere
sind neue Lösungsansätze erforderlich.
Bzgl. des Einsatzes von Informations- und Kommunikationstechnologie gibt es auch im Wearable
Computing die vier grundlegenden Funktionen, die Computertechnologie besonders gut erfüllt:
•
Datenerfassung
•
Datenhaltung und -verarbeitung
•
Informationspräsentation
•
Kommunikation
Wearable Computing legt jedoch die Schwerpunkte auf die mobile Datenerfassung, auf die kontextbezogene Informationspräsentation und insbesondere auch auf die drahtlose Kommunikation. Für
Datenhaltung und -verarbeitung in größerem Umfang gibt es geeignetere stationäre Technologien.
Diese Einschränkung ist allerdings nicht als Nachteil zu sehen, da sie z.B. durch drahtlose Vernet-
22
Kapitel III
zung, als wesentliche Komponente der Wearable Computing-Technologie, und den Einsatz von verteilten Systemen ausreichend kompensiert wird.
Um einen Eindruck von den Möglichkeiten zu erhalten, die Wearable Computing für die mobilen
Aspekte der Anwendungsbereiche bieten kann, ist die Analyse der bereits angedachten oder umgesetzten Lösungen ein geeignetes Mittel. Neben den verschiedenen Hardware-Herstellern, die ihre
Systeme per Fallstudien und Feldversuchen in die Anwendungsbereiche einbringen, gibt es einige
Forschungsgruppen, die sich seit mehreren Jahren intensiv mit Wearable Computing befassen. In den
Anfangszeiten erfolgte die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich noch allein unter dem
Begriff „Augmented Reality (AR)“ und beschäftigte sich vorrangig mit der visuellen, ortsbezogenen
Anreicherung bzw. Überlagerung des aktuellen Sichtfelds der BenutzerIn mit 3D-Grafiken. Heute ist
die Palette der angebotenen virtuellen Informationen wesentlich breiter geworden und die Begrifflichkeit hat sich etwas verändert: „Wearable Computing“ steht für den anwendungsorientierten,
praxisrelevanten Aspekt dieser Technologie, und „Augmented Reality“ wird eher für die akademischen Fragestellungen verwendet. Doch manchmal werden beide Begriffe auch synonym zueinander
verwendet. Die Intentionen der verschiedenen Interessengruppen unterscheiden sich jedenfalls deutlich, was auch in den Lösungen sichtbar wird: Die näher am Markt positionierten Firmen bieten Produkte, die Forschungsgruppen Prototypen und Konzepte, und einige ambitionierte „Bastler“ liefern
Hardwarekomponenten.
Jede Gruppe von Lösungen, die im folgenden vorgestellt wird, erfüllt einige Anforderungen aus dem
einen oder anderen Anwendungsbereich, bietet eine gewisse Funktionalität, hat einige Vorteile, weist
Grenzen auf und gibt in erster Linie Hinweise auf weiter Potenziale. Sie werden anhand der im
Anschluss dokumentierten Anwendungsbeispiele illustriert. Zu identifizieren sind folgende Strategien
und Lösungsklassen:
•
Portierung vorhandener Software auf einen Wearable Computer
•
Optimierung: Anpassung von Hardware, Peripherie und Software im Hinblick auf die Erfüllung einer speziellen, stark eingeschränkten Aufgabe
•
Integration: Kombination vorhandener mobiler stand-alone-Messgeräte zu einem neuartigen
Gesamtsystem durch die Verbindung mittels eines Wearable Computing Systems
•
Mobile, kontextbezogene Informationssysteme
•
Kontextgesteuerte BenutzerInnenführung, z.T. ergänzt um eine automatische
Dokumentation
•
Mobile Assistenzsysteme
Portierung von Desktop-Applikationen
Eine auf den ersten Blick sehr attraktive und einfache Strategie, ein einsetzbares Wearable Computing
System zu schaffen, ist es, vorhandene Software auf einen tragbaren Computer zu bringen, um dieses
System dann auch in der Bewegung, jederzeit und an jedem beliebigen Ort nutzen zu können. Die
Portierung der Organizer-Funktionalität auf PDAs (Personal Digital Assistant) beispielsweise war
eine erfolgreiche Portierung. Ob der für Weihnachten 2001 für die USA und Japan von Hitachi,
Xybernaut und anderen Soft- und Hardwareherstellern angekündigte „Wearable Internet Appliance
(WIA)“ bzw. Poma, ein zum mobilen Surfen im Internet entwickelter Wearable Computer, eine
erfolgreiche Portierung werden wird, muss sich noch zeigen. Doch auch umfangreichere und komplexere Softwaresysteme sind auf einen Wearable Computer portierbar. So integrierte Northwest
Airlines Wearable Computer der Firma ViA durch die Portierung ihrer stationär eingesetzten
Software auf die mobilen, tragbaren Geräte in ihr Flughafen-Schalterabfertigungssystem, um die
Fluggäste dezentral schneller abfertigen zu können.
Ein anderes Beispiel ist der Einsatz eines mobilen Endgeräts bestückt mit bereits auf DesktopPCs
eingesetzter Software beim Erzeugen von Inspektionsberichten vor Ort während der Inspektion von
Wohnhäusern. Als Vorteil des Wearable Computers wird hier genutzt, dass er auch an den unzugänglichsten Orten eingesetzt werden kann. Vor der Benutzung dieses mobilen Endgerätes musste die
Anwendungen
23
InspekteurIn während ihrer Arbeit mit Papier und Stift protokollieren und später die notierten Daten
in das auf einem Notebook oder einem PC lauffähige Protokollierprogramm eingeben. Nicht nur, dass
sie so doppelte Arbeit zu leisten hatte, auch die Fehlerrate war dadurch erhöht.
Dass der Wearable Computer am Körper getragen werden kann, bedeutet auch, dass er auch unter
Schutzkleidung getragen und damit ebenfalls vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann. So wurde
z.B. ein Wearable Computer der Firma Xybernaut, erweitert um einen Sensor zur berührungslosen
Objektidentifikation (Barcode-Scanner) und um eine drahtlose Netzverbindung mit einem Inventarisierungsprogramm des Anwenders bestückt und für die Inventarüberwachung bei Wartungsarbeiten in
einem Kernkraftwerk eingesetzt. Diese Portierung führte sowohl zu einer deutlichen Zeitersparnis bei
den kostenintensiven Wartungsarbeiten als auch zu einer Erhöhung der Sicherheit. Portiert wurde die
vorhandene Inventarisierungssoftware; allein schon die drahtlose Kommunikation erbrachte hier
einen Mehrwert.
Ein anderer, sehr wichtiger Bereich, in dem eine Portierung bereits stationär etablierter Software auf
ein drahtlos miteinander verbundenes System bestehend aus mehreren Wearable Computern und
stationärer Rechner durchgeführt wurde, ist das Krisen- und Katastrophenmanagement. Die Firma
ViA hat ihre Geräte, insbesondere ihre Wrist-Mounted-Touchscreens so umgerüstet, d.h. isoliert, dass
sie in und an der Schutzkleidung von Feuerwehrleuten getragen werden können. In einem Anwendungsfall wurde ein Programm zur Kollaborationsunterstützung eingesetzt, um den Einsatz der
Feuerwehrleute zu koordinieren und sie mit all den Informationen zu versehen, die sonst nur in der
Leitzentrale auflaufen. In einem anderen erhielten die Feuerwehrleute darüber hinaus eine Navigationshilfe und ihre Position wurden ständig ermittelt.
Die Liste der Portierungen vorhandener, für stationäre Geräte entwickelter Software auf Wearable
Hardware lässt sich noch weiter fortsetzten. Versucht werden sie überall dort, wo vor Ort Daten erhoben und notiert werden, die bisher immer später in ein Dokumentations- oder Informationssystem
eingepflegt werden müssen. Landvermessung, Tier- und Pflanzenbeobachtung, archäologische Katalogisierung und die Dokumentation landwirtschaftlicher Produktionsparameter sind die Anwendungsfelder.
Bedienungsanleitungen, Benutzungshandbücher, Konstruktionspläne, Teilekataloge oder Lernsoftware liegen heute bereits in digitaler Form vor und können mit einem DesktopPC oder mobil mit
einem Notebook benutzt werden. Die aktuellen Produkte der Wearable-Computer-Hersteller und auch
der Hersteller von Ein- und Ausgabe-Devices bieten ebenfalls genügend Kapazität und Qualität, um
diese Datenquellen auf einem Wearable Computer benutzen zu können. Verbunden mit der Portierung bekannter Software auf einen Wearable Computer ist deshalb häufig die Vorstellung vom
„DesktopPC am Gürtel“. Die Verlagerung des ansonsten auf dem Schreibtisch stehenden und im Büro
eingesetzten Computers ist jedoch ein falsches, ja, unsinniges Bild. Es geht beim Wearable Computing nicht darum, den Computer vom Schreibtisch zu verbannen, nur um ihn dann am Gürtel unterzubringen und die gleichen Arbeiten unbequem „im Gehen“ zu verrichten, auch wenn aus dem Klaus
Steilmann Institut zu hören ist, “dass in den nächsten fünf bis zehn Jahren in Freizeit- und Arbeitsbekleidung eingebettete Elektronik den Desktopcomputer abgelöst haben wird.”1 Dass eingebettete
Elektronik eine immer wichtigere Rollen spielen wird, ist unbestreitbar, doch wird es Domänen
geben, z.B. Büroarbeit, in denen die Schreibtisch-Metapher genau das richtige Leitbild ist.
Schon früh wurde festgestellt, dass das Tragen eines Computersystems an die Informationspräsentation ganz andere Anforderungen stellt, als die gewohnten Desktop-Computing-Systeme, so dass eine
einfache Portierung nur in den seltensten Fällen einen Mehrwert bietet. Jede Person, die schon einmal
ein Wearable-Computing-System mit monokularen HMD und alternativem Eingabe-Devices ausprobiert hat, wird bestätigen, dass Standard-Applikationen mit diesem Equipment unmöglich auf Dauer
zu benutzen sind. Die Konzeptionierung einer neuen, mobilen Form der Interaktion zwischen Mensch
und Computer ist erforderlich. Über die Portierung von Software auf ein mobiles Endgerät sollte in
jedem Anwendungsbereich nachgedacht werden, doch sollte man sich nicht auf dieses Vorgehen
beschränken, da die Gefahr besteht, dass das entstehende mobile, tragbare Computersystem nicht nur
nicht benutzbar ist, sondern die Barriere für andere Wearable-Computing-Lösungen sogar noch
erhöht, so dass auf diese Art und Weise Akzeptanzprobleme erzeugt werden.
1
[Bli01] S.84
24
Kapitel III
Optimierung hinsichtlich einer speziellen Aufgabe
Die Kombination eines oder mehrerer mobiler Datenerfassungsgeräte mit einem Wearable Computer
kann eigentlich als Portierung vorhandener Software auf ein mobiles, tragbares Endgerät aufgefasst
werden. Bisher wurden mit mobilen Messgeräten vor Ort Daten erhoben, die in einem zweiten
Arbeitsgang zur Auswertung und Speicherung in ein Softwareprogramm eingespielt oder eingegeben
wurden. Doch die erzielte Synergie geht in manchen Anwendungsfällen über die Vorteile einer einfachen Portierung hinaus. Die Anbindung eines Landvermessungsgerätes und eines dGPS-Empfängers
an einen Wearable Computer, der über eine drahtlose Netzwerkverbindung einen Abgleich mit einer
zentral verfügbaren Datenbasis durchführt und dadurch eine Plausibilitäts- oder Konsistenzprüfung
vor Ort ermöglicht, stellt in dieser Form ein sehr flexibles neues System dar, das eine Qualitätssteigerung bei den ermittelten Daten und damit einen Mehrwert liefert. Anwendungsbeispiele dieser Art
gibt es bereits mehrere. Die ersten erst nachträglich als Wearable Computer bezeichneten Systeme
waren z.B. Geräte, die auf eine einzige Aufgabe hin entwickelt und optimiert worden waren: die Vorhersage der Ergebnisse beim Roulette. Die beiden im folgenden angeführten Beispiele für eine
Anpassung von Hardware, Peripherie und Software hinsichtlich der Erfüllung einer speziellen, stark
eingeschränkten Aufgabe stammen aus der neueren Zeit und sind die bisher erfolgreichsten Lösungen
zur Umsetzung des Konzepts Wearable Computing. Beide werden kommerziell eingesetzt.
Wearable Scanning
Die Firma Symbol, spezialisiert auf Barcode-Scanner und Scan-Systeme insbesondere zum Einsatz
im Handel und in der Logistik, hat verschiedene Varianten eines WSS (Wearable Scanning and Computing Systems) entwickelt. Diese Wearable Computer dienen in erster Linie dazu, MitarbeiterInnen
bei logistischen Aufgaben zu unterstützen, z.B. bei der Bestückung eines Lagers, bei der Kommissionierung oder bei der Paketverfolgung. Die Geräte wurden in mehreren Entwicklungs- und Evaluationszyklen bzgl. ihrer äußeren Form und ihrer Trageeigenschaften sowohl an die Aufgabe als auch
an die BenutzerIn angepasst. Ihre Eigenschaften sind, dass sie
•
jederzeit in der Bewegung benutzt werden können;
•
so am Körper getragen werden, dass sie die BenutzerIn nicht bei ihrer primären Arbeit (z.B.
Entladen eines LKWs, Bestücken eines vollautomatischen Lagers, Kommissionierung)
behindern;
•
robust und ausdauernd (mehr als 8 Std. Dauerbetrieb) sind;
•
in die bestehende Infrastruktur integriert werden können (mit geringen Anpassungen, z.B.
durch den Austausch des Scann-Kopfs, durch die Verwendung einer drahtlosen Netzwerkkarte und durch die Programmierbarkeit)
•
den BenutzerInnen und den AnwenderInnen einen Mehrwert liefern.
Die Wearable Scanning Systeme stehen kommerziell zur Verfügung, sie werden eingesetzt und sie
werden benutzt. Der Einsatz bei UPS in der Paketverwaltung gilt zz. als der erfolgreichste Einsatz
eines Wearable Computers. Hervorzuheben ist, dass das System auch von den MitarbeiterInnen
angenommen wurde. Das Tragen des WSS behindert sie nicht, es erleichtert ihnen sogar ihre Arbeit,
da sie z.B. keinen Handscanner in die Hand nehmen und deshalb auch nicht mehr darauf achten müssen, wo sie ihn abgelegt haben. Der Vorteil dieser Lösung liegt in der Spezialisierung auf eine eng
umgrenzte Aufgabe bzw. auf einige wenige Aufgaben. Das Wearable Scanning System wird eingesetzt, um ganz spezielle Daten auf möglichst einfache Weise und ohne Behinderung der BenutzerIn
bei ihrer Arbeit zu erfassen: Barcode-Kennungen. In der erweiterten Funktionalität stellt es einfache
Kommunikation z.B. in Form einer Arbeitsauftragserteilung oder einer Verfügbarkeits- oder Ortsinformation zur Verfügung.
Anwendungen
25
Online-Reportage
Zu einem der frühen und mittlerweile sogar mehrfach kommerziell verfügbaren Wearable Computing-Systeme gehören die „WebReporter“. Das sind Online-Berichterstattungssysteme, mit denen
just-in-time Berichte und Reportagen z.B. von Messen und Ausstellungen, aber auch von Reisen und
anderen zeitlich begrenzten Events veröffentlicht werden.
Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Varianten dieser Technologie entwickelt. Die erste sogenannte „Webreporterin“ war mit einem Wearable Computer der Firma Xybernaut ausgestattet (Computer am Gürtel, HMD und Unterarmtastatur), der um eine Digitalkamera zum Erstellen von Fotos
erweitert worden war. Sie berichtete 1999 im Auftrag von Audi von der IAA, indem sie vor Ort Interviews führte und diese als Berichte niederschrieb, ihre GesprächspartnerIn fotografierte und diese
Reportage dann im WWW veröffentlichte. Die späteren Berichterstattungssysteme sind mit Videokamera und Mikrofon ausgestattet und drahtlos mit einem Server verbunden, so dass der Live-Stream
direkt im Intranet, im Web oder auch in den klassischen Medien Radio und Fernsehen veröffentlicht
werden kann. Durch die permanente Netzverbindung können die ZuschauerInnen direkten Einfluss
auf die Berichterstattung nehmen, indem sie per E-Mail oder Live-Chat mit der ReporterIn kommunizieren - die Berichterstattung wird zum interaktiven Online-Ereignis.
Ein Wearable Computer der Firma Xybernaut aber auch von jeder anderen Firma kann eingesetzt
werden, wenn er mit der erforderlichen Peripherie (WebCam, Mikrofon, HMD, Tastatur etc.) ausgestattet ist. Darüber hinaus ist eine Software zur Veröffentlichung erforderlich. Die Firma Wearix
hat beispielsweise ein entsprechendes System unter dem Namen „WebReporter“ entwickelt.
ART+COM bieten unter der Bezeichnung IRes ein Komplettsystem und sogar einen Berichterstattungsservice an. Das ZDF sendet hin und wieder Live-Berichte ihres CyPorters in ZDF.online und die
Valcast Streaming Group übertrug live von der ifa 2001 ein ModeratorInnen-Casting von cyberchannel.de ins Web mit einem Wearable-Online-Reporting-System.
Das WebReporter-System ist ein auf die online-Berichterstattung hin optimiertes Wearable-Computing System. Es ermöglicht
•
die multimediale Aufnahme von Daten (Einzelbilder bzw. Videostream, Audio-Stream und
geschriebener Text),
•
eine Durchleitung dieser Daten über ein drahtloses Netz an einen „Veröffentlichungsserver“,
•
die Kommunikation mit den ZuschauerInnen per E-Mail oder Chat und
•
die Informationspräsentation (z.B. des veröffentlichten oder zu veröffentlichenden
Materials, des gerade zu erstellenden Textes, des Dialogs mit den Online-ZuschauerInnen).
Gegenüber herkömmlicher Berichterstattung bringt der Einsatz eines Wearable Computing Systems
den Vorteil der absoluten Aktualität und der unwahrscheinlich hohen Flexibilität durch die Mobilität
bei geringem – sprich tragbarem – Aufwand. Ein gewisser Qualitätsverlust z.B. hinsichtlich der
Bildqualität wird gern in Kauf genommen, sowohl von der ZuschauerIn als auch von der RedakteurIn.
Der ReporterIn stehen für ihre mobile Tätigkeit alle ihr geläufigen „Werkzeuge“ vor Ort zur Verfügung, denn Journalismus besteht schon in weiten Teilen aus Arbeit am Computer. Das WearableReportage-System ist in diesem Sinne die konsequente Fortführung des einmal eingeschlagenen
Weges. Die bereits benutzten und bekannten Komponenten (Kamera, Mikrofon, Aufzeichnungsgerät,
Text- und Bildverarbeitung, Schnittsystem etc.) werden mit dem Medium Computer zu einem
Gesamtsystem integriert und an die Bedingungen der Mobilität angepasst, um eine spezifische Tätigkeit zu unterstützen.
Diese beiden Anwendungsbeispiele zeigen, dass Wearable Computing heute schon erfolgreich realisierbar ist. Die technische Intelligenz dieser beiden Systeme ist verschwindend gering, ihre Stärke
liegt in der mobilen, tragbaren, berührungslosen Datenerfassung vor Ort, jederzeit und überall. Ähnliche Aufgabenstellungen lassen sich sicher auch noch in anderen Anwendungsbereichen finden. Die
Entwicklung anspruchsloser, robuster aber effektiver Lösungen dieser Art ist die unmittelbare und
sofort umsetzbare Zukunft des Wearable Computing.
26
Kapitel III
Integration mobiler Messgeräte mit Wearable Computern
Es gibt eine Vielzahl von mobilen Tätigkeiten, bei denen Daten gemessen oder auf andere Art und
Weise erhoben werden. Die digitale Erfassung dieser Daten und ihre Analyse erforderte bisher immer
eine zweiten Arbeitsgang, da eine sofortige Eingabe und Verarbeitung mit einem herkömmlichen
Computersystem aufgrund der Einsatzbedingungen nicht möglich war: Es werden die meiste Zeit
beide Hände für die primäre Aufgabe oder für die Benutzung eines Messgerätes gebraucht, die MitarbeiterIn muss ständig Sicherheitshandschuhe tragen, es gibt keine Ablagemöglichkeit für ein Notebook usw.. Außerdem verhinderten auch die Umweltbedingungen den Einsatz herkömmlicher Hardware: zu heiß, zu dreckig, zu nass, zu gefährlich, zu hell oder zu dunkel usw. In solchen Arbeitssituationen wurden aber sehr wohl schon Messgeräte, auch elektronische, eingesetzt. Ihre Messwerte werden allerdings abgelesen und mit Stift und Papier festgehalten, die digitale Erfassung erfolgt später in
einer „rechnerfreundlicheren“ Umgebung.
Die Folgen eines solchen mehrstufigen Verfahrens sind häufig Qualitätseinbußen, weil die Dateneingabe zu einem späteren Zeitpunkt immer eine zusätzliche Verzögerung bedeutet und eine enorme
Fehlerquelle darstellt. Handschriftliche Notizen sind beispielsweise nicht immer vollständig oder verständlich und eine erneute Prüfung ist mit zuviel Aufwand verbunden oder nicht mehr möglich. Bei
archäologischen Ausgrabungen z.B. wird jeder Schritt genauestens dokumentiert, jeder Fund verzeichnet und kartographisch vermessen. Die Katalogisierung erfolgt später. Jedes vergessene oder
verlorengegangene Datum bedeutet einen unwiederbringlichen Verlust. Für die Beobachtungen von
Tieren gilt das gleiche. Ein in diesen Szenarien einzusetzendes mobiles, tragbares Computersystem
muss seitens der verwendeten Hardware den Umgebungseinflüssen standhalten. Es sollte aber auch so
weit wie möglich automatisch Kontextinformationen aufzeichnen und so wenig wie möglich explizite
Eingaben von der BenutzerIn erfordern. Aber vor allem sollten die bereits eingesetzten Messgeräte in
das Wearable Computing System integriert sein und nicht als zusätzliches Equipment getragen und
bedient werden müssen.
Für diese Problemstellung wurden bereits einige Lösungsansätze entwickelt. Der einfachste Ansatz ist
die Entwicklung eines Gurtsystems – e-Belt genannt –, das dazu dient, ein Notebook, ein WebPad
oder einen PDA so am Körper zu befestigen, dass das Gerät benutzt werden kann, ohne gehalten werden zu müssen (siehe mittlere Abb. auf der vorherigen Seite). Die vor Ort gemessenen Daten können
dann ohne den Umweg über handschriftliche Notizen sofort eingegeben werden. Doch dieser Ansatz
löst das Problem nur zum Teil. Die mobil tätigen MitarbeiterInnen sind immer noch gezwungen, alle
Eingaben zu tätigen, was von ihnen häufig als überflüssig und lästig empfunden wird, da diese
Dokumentation in ihren Augen nur Zeit kostet und wenig mit ihrer eigentlichen Tätigkeit zu tun hat.
Eine wirkliche Integration mobiler Messgeräte mit Wearable Computern wurde z.B. mit Geräten der
Firma ViA für die Landvermessung und mit Geräten der Firma Xybernaut für die Detektion unterirdischer Rohrleitungen sowie für die mobile Gasdetektion umgesetzt.
Doch das Potenzial hier ist noch lange nicht ausgeschöpft. Die verschiedenen potenziellen Anwendungsbereiche für Wearable Computing müssen daraufhin untersucht werden, welche mobilen Messgeräte in ein aufgabenspezifisches, mobiles, tragbares Computersystem nutzbringend integriert werden können. Des weiteren können bisher stationäre Messgeräte, die bereits in ein Computersystem
integriert sind, wie sie z.B. in der Automatisierungstechnik zahlreich verwendet werden, zukünftig
mobil eingesetzt werden. Welche Sensoren tragbar und mobil einsetzbar sind, ist ebenfalls noch zu
untersuchen. Die Auswahl ist groß, sie wird vom intendierten Anwendungsbereich bestimmt. Schaut
man z.B. die Kataloge eines Technikversands durch, so stehen dort schon eine Vielzahl kleiner,
leichter Elemente zur Verfügung, die nur noch in geeigneter Weise in ein Wearable-Computing-System integriert werden müssen.
Erste Überlegungen wurden bereits für die häusliche Pflege in der Medizin angestellt. Gerade RisikopatientInnen bedürfen einer ständigen Kontrolle ihrer Vitalwerte, so dass für sie der sicherste Ort eine
stationäre Einrichtung ist. Auf der anderen Seite unterstützt der Aufenthalt in der gewohnten alltäglichen Umgebung den Heilungsprozess und verbessert das Befinden der PatientIn. Durch den Einsatz
eines Wearable Computers, zusammen mit entsprechenden Vitalsensoren und einer intelligenten
Software, die eine automatische Auswertung der Messwerte vornehmen und situationsabhängig weiterführende Aktionen oder eine Alarmierung veranlassen kann, ist der dauernde Aufenthalt zu Hause
auch für diese Personengruppe möglich. Entsprechende Analysen wurden bereits durchgeführt, die
Umsetzung steht allerdings noch aus.
Anwendungen
27
Am MIT wird noch in anderer Hinsicht an der Integration von Sensoren in Wearable Computer
geforscht. Die eingesetzten Sensoren messen, wie im vorherigen Beispiel, die Vitalfunktionen der
BenutzerIn. Ausgewertet werden die Messwerte allerdings nicht hinsichtlich ihrer medizinischen
Relevanz, Ziel ist es vielmehr, das emotionale Befinden der BenutzerIn technisch wahrzunehmen2.
Die Erkennung der Affekte erfordert ein hohes Maß an Software-Intelligenz, die bisher noch nicht
umgesetzt werden konnte, so dass noch kein Anwendungsbeispiel für diesen Aspekt des Wearable
Computing existiert.
Mobile, tragbare Informationssysteme
Neben der Datenhaltung und -verarbeitung ist die Präsentation von Informationen heute eine der zentralen Funktionen von Computersystemen. Für viele Anwendungsbereiche bedeutet diese einen klaren
wirtschaftlichen Vorteil, z.B. wenn Betriebs- und Reparaturanleitungen oder auch alle Arten von
Leistungsdaten eines zu inspizierenden Gerätes immer auf dem aktuellsten Stand überall und immer
verfügbar ist. Durch die rasante Verbreitung und Ausweitung des Internets und durch die voranschreitende Digitalisierung von Informationen steht eine unüberschaubar große Menge von Informationen zur Verfügung, die ständig zunimmt. Das Problem ist heute, an die benötigte Information mit
einem akzeptablen Aufwand heranzukommen, d.h. aber auch, die richtige Information aus der Fülle
der angebotenen zu extrahieren. Als informatische Technologien werden zur Lösung dieser Aufgabenstellung Such- und Filtermechanismen bereitgestellt, die mit genau solch einer Intelligenz ausgestattet sind (z.B. Information Retrieval für textuelle oder auch für multimediale Inhalte). Da die
weltweit bereitgestellten Informationen nicht in einem einheitlichen Datenformat und insbesondere
auch nicht mit dem gleichen Ziel bereitgestellt werden, sind außerdem noch Verfahren nötig, die eine
Integration heterogener Datenquellen sowohl auf der Ebene der Datenstrukturen/Formate (Syntax) als
auch auf der Ebene der Inhalte (Semantik) ermöglichen und Interoperabilität gewährleisten3.
Diese Themen sind keine spezifischen Wearable-Computing-Fragestellungen, doch ist ihre Bearbeitung und Lösung existenziell für den Erfolg dieses neuen Paradigmas: Nimmt man die Forderung
ernst, dass die BenutzerIn eines mobilen, tragbaren Computersystems so wenig Aufmerksamkeit wie
möglich für das Informationssystem aufbringen soll, weil ihre primäre Aufgabe in der realen, gegenständlichen Welt verortet ist, dann folgt daraus, dass ihr im Idealfall zu jedem Zeitpunkt immer nur
die Information angeboten wird, die sie aktuell benötigt. Um dieses eherne Ziel zu erreichen, muss
das Computersystem Wissen über die aktuelle Situation besitzen und in geeigneter Weise interpretieren. Dieses „Wissen über die Situation“ wird als Kontext bezeichnet und die Interpretationsfähigkeit
des Computersystems als Context Awareness. Die heute verfügbaren Informationssysteme verfügen
noch nicht über diese Funktionalität. Eine Ausnahme stellen hier mobile, touristische Informationssysteme dar, die zumindest die geographische Position der BenutzerIn in das Informations- und
Dienstleistungsangebot mit einbeziehen. In der Medizin wird zz. intensiv an der Realisierung der so
genannten „digitalen Krankenakte“ geforscht und entwickelt, um alle Informationen über eine PatientIn an einer Stelle zusammenzufassen und sie im zweiten Schritt dann jederzeit und an jedem Ort,
z.B. auch in der Notfallmedizin verfügbar zu haben.
All drei genannten Anwendungsfälle werden im folgenden etwas ausführlicher skizziert, da ihre Entwicklung schon recht weit fortgeschritten ist, so dass in absehbarer Zeit mit entsprechenden Produkten und Dienstleistungen zu rechnen ist. Entsprechende Anwendungsbeispiele sind in den anschließenden schematischen Beschreibungen wiederzufinden. Dort ist auch eine Skizze des ARVIKAProjekts zu finden, eines Leitprojekts des BMBF, in dem zz. intensiv an der Entwicklung von kontextabhängigen AR-Systemen für den Automobil-, Flugzeug-, Machinen- und Anlagenbau gearbeitet
wird. Im Vordergrund stehen Systeme, die den TechnikerInnen kontextabhängig Informationen präsentieren und eine möglichst einfache Interaktion gewährleisten.
2
3
[Pic00], [Pic97a], [Pic97b]
siehe z.B. [wwwBUSTER]
28
Kapitel III
Touristische Informationssysteme
Ein Anwendungsbereich, in dem der ortsbezogene Zugriff auf Informationen und Dienste zz. eine
enorm wichtige wirtschaftliche Rolle spielt, ist der Tourismus. TouristInnen würden gern nicht nur zu
Hause vor ihrem PC ihre Reisen planen und vorbereiten, sie würden auf die verfügbaren Informationen gern auch unterwegs zugreifen und hier möglichst nur auf die für sie passenden Angebote (räumlich, zeitlich, interessenbezogen). Auch die Tourismus-Unternehmen und die Städte wollen ihre
Dienste und Sehenswürdigkeiten mobil anbieten. Erste mobile Lösungen werden im WAP-Bereich
bereits kommerziell angeboten und werden für PDAs gerade entwickelt. Der Schwerpunkt der Realisierungen liegt auf der Bereitstellung ortsbezogener Informationen, die in Abhängigkeit von der
konkreten geographischen Position der BenutzerIn ausgewählt werden. Doch auch für Wearable
Computer wurden bereits touristische Systeme erdacht und prototypisch umgesetzt, allerdings in
erster Linie unter dem Begriff „mobile Augmented-Reality-Systeme“. Anders als bei den oben
genannten kommerziell orientierten Ansätzen, die einen Ortsbezug allein durch die geographische
Position herstellen, wird bei den mobilen AR-System auch die Blickrichtung der BenutzerIn als
Kontext in die Auswahl und die Präsentation der Informationen mit einbezogen: Der BenutzerIn
werden in eine halbdurchsichtige Datenbrille punktgenau virtuelle Informationen zu den Objekten in
der sichtbaren Umgebung eingeblendet, so dass die reale Sicht mit virtuellen Informationen überlagert wird. Zumeist handelt es sich bei den virtuell angebotenen Informationen über dreidimensionale
graphische Darstellungen, z.B. von historischen Gebäuden, die nicht mehr real existieren aber an der
fokussierten Position gestanden haben. Da diese touristischen Informationssysteme meistens mit
einem BenutzerInnen-Führung kombiniert sind, wird erst im nächsten Abschnitt weiter auf sie eingegangen.
Der Konsumentenmarkt, der hier eng mit dem kulturellen Bereich verbunden ist, ist aber nur ein
Anwendungsbereich in dem mobile Informationssysteme gewinnbringend gesetzt werden können.
Andere Einsatzgebiete, die noch ein großes Entwicklungspotenzial enthalten, sind Produktion, Konstruktion und Instandhaltung sowie die Medizin.
Mobile, digitale Krankenakte
In der Medizin wird intensiv an der „digitalen Krankenakte“ gearbeitet, die nicht nur stationär,
sondern insbesondere auch mobil z.B. in der Notfallmedizin aber auch in der Krankenpflege benötigt
wird. Die mobile digitale Krankenakte ist ein „klassisches“ Informationssystem ohne Ortsbezug.
Bisher wird an der Bereitstellung der Informationen gearbeitet, eine kontextabhängige Filterung von
Informationen wurde noch nicht in Betracht gezogen. Allerdings ist bei der mobilen Krankenakte
neben dem Zugriff auf die Daten die Datenerfassung weiterer Patientendaten und die konsistente
Datenhaltung erforderlich. Darüber hinaus ist eine weitgehend elektronische Dokumentation der
Einsatzverläufe oder der Behandlungs- und Pflegepläne erwünscht, aber noch nicht realisiert. Der zz.
kritische Punkt beim Einsatz von Wearable-Computing-Lösungen in der Medizin sind die drahtlosen
Netze, die einerseits noch nicht flächendeckend zur Verfügung stehen und die andererseits auch noch
nicht die Zuverlässigkeit und Stabilität leisten, die für den Austausch lebenswichtiger Daten erforderlich sind. Hier stehen noch Lösungen aus.
Digitale Manuals
In industriellen Anwendungsbereichen wie Produktion und Wartung ist der Einsatz mobile, tragbarer
Informationssysteme nicht so risikobehaftet, dafür ist in diesem Bereich verstärkt mit sehr widrigen
Umgebungsbedingungen zu rechnen. Die bisher umgesetzten Lösungen sind ebenfalls unter die
Bezeichnung „mobile AR-Systeme“ zu fassen: Bei und für Boeing wurde z.B. ein Informationssystem
entwickelt, das der BenutzerIn beim Herstellen von Kabelbäumen für Flugzeuge assistiert, indem
abhängig von der Position der BenuterzIn am Kabelbaum bzw. am entsprechenden Arbeitsplatz die zu
knüpfenden Verbindungen visualisiert werden. Darüber hinaus stellt das AR-System umfangreiche
digitale Manuals bereit, aus denen die BenutzerIn sich die für sie relevanten heraussuchen kann. Der
Einsatz eines Prototyps dieses Systems sollte gegenüber der herkömmlichen Vorgehensweise bereits
eine zeitliche Verbesserung bringen. Dieses ehrgeizige Ziel wurde jedoch nicht erreicht, allerdings
konnte die Aufgabe mit dem mobilen AR-System genauso schnell wie vorher durchgeführt werden.
Anwendungen
29
Die EntwicklerInnen machten die eingesetzte, noch nicht ausgereifte Hardware für diese Schlappe
verantwortlich. Wie das heute ausfallen würde, wäre interessant, denn das Projekt bei Boeing wurde
Anfang der 90er Jahre durchgeführt. Dass Boeing weiter auf Wearable Computing baut, lässt sich
evtl. daran festmachen, dass sie zz. zusammen mit ForscherInnen des MIT an der Integration von
Wearable-Computing-Funktionalität in Raumanzüge für die ISS-Station arbeiten.
Auch Siemens hat begonnen, ein Wearable-Computing-System namens „Simon“ zur Unterstützung
von Wartungs- und Reparaturarbeiten zu entwickeln, das online-Handbücher bereitstellt sowie
multimediale Kommunikation mit anderen ExpertInnen ermöglicht. Gerade diese umfassende Kommunikation, die mit den leistungsfähigen Wearable Computern neben der Benutzung eines Informationssystems vor Ort zusätzlich noch möglich ist, wird in einigen Anwendungsbeispielen besonders
hervorgehoben. Im NETMAN-Projekt der Universität Oregon z.B. wurden TechnikerInnen bei der
Wartung der Netz-Infrastruktur ihres Campus sowohl durch ein Informationssystem zu dieser Domäne als auch durch diverse Möglichkeiten der Kooperation mit KollegInnen an anderen Orten unterstützt.
Der allgegenwärtige Zugriff auf beliebige Informationsquellen und -systeme sowie eine multimediale
Kommunikation ist durch den Einsatz von Wearable Computern und drahtlosen Netzen auch für
mobile Tätigkeiten verfügbar geworden. Doch Wearable Computing ist mehr als das. Die Informationen, die während einer mobilen Tätigkeit benötigt werden, werden vom Anwendungsbereich
bestimmt. Gleiches gilt für den zu berücksichtigenden Kontext, so dass sich erst nach der Analyse
einer jeden konkreten Aufgabenstellung sagen lässt, welche Lösung in diesem Fall die angemessene
ist. Bei einer Inspektion sind z.B. die Komponenten, in deren räumlicher Nähe sich die InspekteurIn
gerade befindet, der relevante Kontext, im Tourismus kann es die aktuelle geographische Position der
BenutzerIn sein, in der Medizin die Vitalwerte der PatientIn. Eine Voraussetzung für den Erfolg von
Wearable Computing wird sein, diese Kontexte weitgehend automatisch zu ermitteln, also möglichste
ohne dass die BenutzerIn explizite Eingaben tätigen muss. Benutzermodellierung, Aufgaben- und
Prozessmodellierung, räumliches Schließen, automatisches Lernen, Context-Awareness usw. sind
Forschungs- und Entwicklungsthemen, die Lösungen für diese Problematik liefern werden. Beim Einsatz eines am Körper getragenen Computers ist die Erfassung des Kontextes allerdings leichter zu
bewältigen als bei einem stationären System, da allein schon der Ort und die Umgebung bedeutungsvolle Hinweise geben können. Erforderlich ist die Integration einer entsprechenden Sensorik und auch
die Verbindung mehrerer Sensoren zu einem System (sensor fusion), das wiederum eine intelligente
Interpretation erfordert. Viele der unten dokumentierten Anwendungsbeispiele befassen sich mit diesen Themen und bieten erste Lösungsansätze an, die wertvolle Hinweise für die Entwicklung konkreter Anwendungssysteme bieten. Kommerziell verfügbar ist bisher noch kein einziges derartiges
System, so dass hier das größte Entwicklungspotenzial des Wearable Computing liegen wird.
So gut wie alle mobilen, tragbaren Informationssysteme, die bisher konzeptioniert oder prototypisch
realisiert wurden, sind mit einer zusätzlicher Funktionalität ausgestattet, die über den reinen Zugriff
und die Präsentation von Informationen hinaus geht. Sie verfügen z.B. über die Möglichkeit der
Dateneingabe, über diverse Kommunikationsmöglichkeiten oder haben eine integrierte BenutzerInnen-Führung bzw. Instruktionskomponente. Diese komplexeren Lösungsansätze werden im folgenden
näher erläutert.
Kontextgetriebene BenutzerInnenführung und automatische
Dokumentation
Bei der Benutzung eines mobilen, tragbaren Informationssystems für eine produktive Arbeit bietet es
sich an, das verfügbare Wissen nicht nur passiv bereitzustellen, sondern es auch aktiv zu nutzen. Eine
Möglichkeit in diese Richtung ist die Ergänzung der Informationen um eine Lehr- bzw. TutoringKomponente, eine andere die Implementierung eines Vorgehensmodells zur Anleitung oder Führung
von BenutzerInnen. Bei der Führung der BenutzerIn z.B. durch eine Inspektionsanleitung kann die
Benutzung eines Computersystems dazu genutzt werden, die Befundung sofort vor Ort in das Informationssystem einzupflegen. Die Erweiterung des Informationssystems um einen Lokalisierungssensor macht es zu einem tragbaren, virtuellen Reiseführer, der der BenutzerIn von sich aus (proaktiv)
30
Kapitel III
Informationen zur näheren Umgebung anbietet. Entsprechende Anwendungsbeispiele werden im
folgenden näher erläutert.
Training und Anleitung
Eines der ersten AR-Systeme, das tatsächlich – allerdings immer noch räumlich sehr beschränkt –
mobil und tragbar eingesetzt wurde, war ein wissensbasiertes System zur Anleitung beim Zusammenbau architektonischer Konstruktionen. Es wurde an der Columbia University entwickelt, an der vorher
bereits ein AR-Informationssystem zu in Wänden verborgenen Konstruktionen und Ver- bzw. Entsorgungsleitungen prototypisch umgesetzt worden war. Dieses System war noch nicht mobil und tragbar,
demonstrierte aber bereits die Vorteile, die die visuelle Überlagerung einer realen Sicht mit visuellen
dreidimensionalen Informationen eines entsprechenden virtuellen Gebäudemodells bringen kann. Das
Anleitungssystem diente angehenden KonstrukteurInnen dazu, im Gegenständlichen das Zusammenbauen komplexer Strukturelemente zu üben, die sie zuvor bereits virtuell konstruiert hatten, u.a. um
ein Gespür für das Material und seine Widerständigkeit zu erhalten.
Für einfache Instandhaltungsaufgaben wurde ebenfalls an der Columbia University eine wissensbasiertes AR-Instruktionssystem zur Wartung von Druckern entwickelt, das es Laien erlauben sollte,
anhand der vorgegebenen Schritte und den kontextabhängigen Instruktionen des Computersystems
z.B. die Tonerkartusche zu wechseln. Die Instruktionen wurden erteilt, indem das reale Gerät im
Blickfeld der BenutzerIn um visuellen, z.T. dreidimensional visualisierte Einblendungen punktgenau
bzgl. des zu wartenden Geräts ergänzt wurde.
Gerade im Bereich der Bedienungsanleitungen und Reparaturanweisungen liegt ein Potenzial des
Wearable Computing, z.B. bei allen Geräten im Haushalt. Allerdings ist Voraussetzung, dass entsprechende Wearable Computer zu einem für jeden Haushalt erschwinglichen Preis verfügbar sind. Eine
weitere Voraussetzung wäre, dass die Hersteller von Geräten eine entsprechend aufbereitete elektronische Anleitung produzieren. Betrachtet man die Mehrheit der vorliegenden gedruckten Bedienungsanleitung technischer Geräte, so ist hier nicht viel zu erwarten. Ist die Zielgruppe für derartige
Wearable-Computing-Lösungen allerdings die WartungstechnikerInnen oder entsprechend ausgebildete Handwerker, dann können entsprechende Anleitungs- und Trainingsprogramme einen großen
Markt haben.
Inspektion
Ein wesentlicher Arbeitsabschnitt bei der Instandhaltung ist die Inspektion, d.h. die Ermittlung des
aktuellen Zustands eines Objekts, eines Geräts oder einer Anlage. Im Prinzip werden bei dieser Aufgabe nur Daten erhoben und erst auf der Grundlage dieser Daten werden weitere Maßnahmen eingeleitet, z.B. Ersatzteile bestellt oder Arbeiten durchgeführt. Mobile, tragbare Computersysteme für
diese Aufgabe einzusetzen, die in ganz verschiedenen Anwendungsbereichen anfällt, ist deshalb
naheliegend. Aus diesem Grund ist die Unterstützung von Instandhaltungsaufgaben einer der meistuntersuchtesten Einsatzbereiche für Wearable-Computing-Lösungen. Kommerziell breit einsetzbare
Systeme sind dennoch noch nicht auf dem Markt. Hier zeigt sich deutlich, dass Wearable-ComputingLösungen sehr stark anwendungsspezifisch sind und noch keine „Plattform“ und auch keine Module
zur Verfügung stehen, die einfach auf andere Anwendungsbeispiele übertragen werden können. Ein
Hindernis ist z.B., dass ein Modell aller zu inspizierenden Objekte sowie ein Modell des jeweiligen
Inspektionsprozesses implementiert sein muss, um ein solches System produktiv einzusetzen. Und
daran mangelt es in dem meisten Fällen, denn die Digitalisierung eines Teilekatalogs reicht für diesen
Zweck nicht aus. Das Problem könnte durch ein System gelöst werden, das mit generischen Modellen
arbeitet und während der ersten Einsätze anhand der „Beobachtung“ der InspekteurIn die konkreten
Modelle erlernt. Für die Realisierung einer derartigen Lösung sind allerdings noch einige
Forschungsarbeiten zum maschinellen Lernen usw. erforderlich.
Ein anschauliches Beispiel für eine Wearable-Computing-Lösung für Inspektionsaufgaben sind die
Prototypen des Carnegie Mellon University (CMU), z.B. der VuMan3. Bei diesem System handelt es
sich um eine Hardware, die speziell für die Abarbeitung von Checklisten bei der Inspektion entwickelt wurde. Darüber hinaus wurde auch die Software an die Aufgabe angepasst, so dass ein neues
Anwendungen
31
Mensch-Computer-Interaktionsparadigma – die Wählscheibe – entwickelt wurde. Dieses System
wurde sowohl für die Fahrzeug- als auch für Flugzeugwartungen getestet. Die BenutzerInnen waren
bei der Evaluation sehr zufrieden. Diese Zufriedenheit wird u.a. darauf zurückgeführt, dass die
BenutzerInnen bereits in der Design-Phase an der Entwicklung „ihres“ Systems beteiligt waren und
sich ein Widerstand, wie er häufig gegenüber der Einführung neuer Computersysteme beobachtet
werden kann, nicht einstellt.
Digitale Lotsen und Führer
Orientierungshilfe und Navigationsunterstützung sind zentrale Anwendungsfälle, die in vielen
Anwendungsbereichen zu finden sind und deren informationstechnische Umsetzung sehr willkommen
ist. Für einige Einsatzgebiete gibt es bereits Lösungen, auch und gerade im mobilen Bereich. Zu nennen sind hier die Fahrzeugnavigationssysteme, die mittlerweile bei einigen Automarken zum Standard
gehören. Darüber hinaus gibt es WAP-Lösungen in der Domäne des so genannten „mobilen Internets“, die standortabhängig Informationen zur näheren Umgebung anbieten, und es gibt geräteunabhängige Softwarelösungen, die unter der Bezeichnung „location-based services“4 über das Internet
ortsgebundene Dienste wie Positionsbestimmung und Objektverfolgung bereitstellen. Im DFG-Sonderforschungsbereich 378 „Ressourcenadaptive Kognitive Prozesse“, angesiedelt an der Universität
des Saarlands, wird z.B. an einer Orientierungs- und Navigationsunterstützung von FußgängerInnen
gearbeitet, die eine Outdoor- mit einer Indoor-Navigation verbindet und darüber hinaus eine individuelle Anpassung an die BenutzerIn vornimmt.
Außer bei den Fahrzeugnavigationssystemen, die ins Fahrzeug integriert sind, werden für alle anderen
geeignete Ausgabegeräte benötigt. Neben Handys, PDAs, WebPads und den noch ausstehenden
UMTS-Endgeräten, die vorwiegend in der Hand gehalten werden, gibt es im Bereich des Wearable
Computing uhrenähnliche Devices und eben Wearable Computer, die aufgrund ihrer ständigen Präsenz im Wahrnehmungsfeld der BenutzerIn über die Orientierungshilfe hinaus proaktiv weitere
Unterstützung und Führung anbieten können. Diese Möglichkeit der kontextabhängigen BenutzerInnen-Führung wurde als Potenzial bereits frühzeitig für den Anwendungsbereich Tourismus und
Kultur entdeckt: Virtuelle Reiseführer, Campus-Informationssysteme, Geographische Informationssysteme, Museumsführer sind entsprechende Anwendungsfälle, die bereits untersucht worden sind
und für die erste Lösungen entwickelt wurden. Doch auch hier gilt, dass es sich bei allen bisher entwickelten Systemen in erster Linie um Prototypen handelt, deren kommerzielle Realisierung noch
aussteht. Alle Anwendungsbeispiele, die später unter der Überschrift „Tourismus und Kultur“ vorgestellt werden, enthalten diesen Aspekt der BenutzerInnen-Führung, wobei die Führung nicht nur eine
geographische Navigation beinhaltet, sondern in erster Linie eine inhaltliche. Die „TouringMachine“, das Campus-Informationssystem der Comlumbia University, beispielsweise bietet historische Informationen zu 68er-Studentenrevolution auf dem Uni-Gelände oder zum Tunnelsystem unter
den Gebäuden oder auch zu in den Gebäuden befindlichen Institutionen an. Der BenutzerIn des
mobilen, tragbaren Computersystems wird im ersten Schritt mittels kleiner, visuell dargebotener,
schlichter Ikonen angezeigt, dass zu den in ihrer näheren Umgebung sichtbaren Gebäuden zusätzliche
Informationen verfügbar sind. Die Ikonen sind mit den realen Objekten verbunden, so dass nur die
Ikonen eingeblendet werden, deren Orte im Sichtbereich der BenutzerIn liegen. Sie entscheidet dann,
ob und zu welchem Ort sie weiter Informationen haben will. Diese zusätzlichen Informationen wiederum werden auf einem zusätzlichen Handheld-Display multimedial präsentiert. Von diesem System
gibt es Weiterentwicklung, doch handelt es sich bei allen Verbesserungen immer nur um Forschungsprototypen. Es gibt ähnliche Systeme, aber auch das sind keine kommerziell einsetzbaren WearableComputing-Lösungen, sondern eher Forschungsprogramme: „Deep Map“, ein mobiler, tragbarer Touristenführer des European Media Labs, und der virtuelle Reiseführer des Fraunhofer Instituts für
Grafische Datenverarbeitung (IGD) bieten jeweils einen „geführten historischen Rundgang“ durch
Heidelberg, bei dem die tatsächlichen Gebäude mit ihren historischen Vorfahren visuell überlagert
und ortsabhängig zusätzliche historische Informationen oder auch was-wäre-wenn-Simulationen
angeboten werden.
Gerade bei den mobilen, tragbaren Computersystemen, die der BenutzerIn als Führer dienen, ist ein
großes Maß an „Eigeninitiative“ des Systems erforderlich - in der Fachsprache wird diese Eigenschaft
4
siehe z.B. [wwwLBS]
32
Kapitel III
als „proaktiv“ bezeichnet. Ein Umsetzung dieser Forderung nach Proaktivität erfordert, dass das
Computersystem in der Lage ist, die Intention der BenutzerIn zu ermitteln. Aufgrund welcher
Kontextparameter und mit welchen Methoden derartige Interpretationen gemacht werden können,
ohne sie explizit von der BenutzerIn zu erfragen, ist eine noch offene Forschungsfrage, deren Lösung
den Erfolg von Wearable Computing maßgeblich mit beeinflussen wird. Diese Frage lässt sich allerdings nicht generell beantworten, sondern nur im Zusammenhang mit einer konkret zu unterstützenden Tätigkeit bzw. Aufgabe. Im Tourismus könnte ein proaktives Wearable-Computing-System z.B.
auf der Grundlage der Vorlieben der BenutzerIn, ihrer aktuellen Position und der Tageszeit von sich
aus Vorschläge unterbreiten, wo bei einer Wanderung mittags gegessen werden kann. In einem
Inspektionsszenario könnte das Computersystem die InspekteurIn z.B. auf eine bei der letzten
Inspektion aufgefallene Komponente in ihrer unmittelbaren Reichweite hinweisen.
(Semi-)automatische Dokumentation
Ein weiteres noch nicht ausgeschöpftes Potenzial des Wearable Computing stellen mobile Dokumentationssysteme dar, die während der mobilen Tätigkeit eingesetzt werden, um die Arbeit der BenutzerIn weitgehend automatisch zu protokollieren, aktuelle Messwerte zu speichern usw. Diese Informationen sind sofort vor Ort und ebenfalls möglichst ohne größeren Arbeitsaufwand der BenutzerIn so
aufzubereiten, dass die Dokumentation in eine bestehende Wissensbasis oder ein Informationssystem
integriert wird und zu einem späteren Zeitpunkt wieder verfügbar ist. Mobile Dokumentationssysteme
dieser Art werden in den verschiedensten Anwendungsbereichen gebraucht, insbesondere in der
Instandhaltung, also bei Inspektion, Wartung und Instandsetzung und auch in der Notfallmedizin
oder bei der häuslichen Pflege. Erste Ansätze in diese Richtung wurden bereits für verschiedene
Inspektionsszenarien und auf unterschiedliche Art umgesetzt. Hier bestehen noch viele Ausbaumöglichkeiten nicht nur hinsichtlich des professionellen Einsatzes in der Instandhaltung, in der Produktion
oder in der Medizin, sondern insbesondere auch im persönlichen Bereich jedes Menschen: Wer
wünscht sich nicht manchmal, besonders schöne Situationen oder Bilder festhalten zu können, um
sich später an sie so genau wie möglich zu erinnern. Diese persönliche Gedächtnisassistenz wäre mit
einer automatischen Dokumentation z.B. per Videokamera zu leisten, allerdings müssen die aufgezeichneten Daten so abgelegt werden, dass sie zu einem späteren Zeitpunkt auch wiederauffindbar
sind bzw. von einem entsprechenden Programm dann wieder in den Wahrnehmungsbereich der
BenutzerIn gebracht werden, z.B. wenn eine ähnliche Situation auftritt. Dieses Szenario erfordert
wesentlich mehr als nur eine automatische Dokumentation des Geschens, da der Kontext sehr diffizil
und personenbezogen ist. Ein solches System ist eher als „persönliches, mobiles Assistenzsystem“ zu
bezeichnen, das im nächsten Abschnitt näher erläutert wird.
Ein passenderes Anwendungsbeispiel ist ein System zur Unterstützung bei der Qualitätssicherung im
(verteilten) Schiffbau, das u.a. aus einem Wearable Computer der Firma ViA besteht, das um eine
Digitalkamera ergänzt wurde. Während des Baus eines Schiffes werden die Bestandteile an verschiedenen Orten gefertigt und später zusammengefügt. Dieser Vorgang wird genauestens überwacht.
Dafür benötigt der Inspekteur, der vor Ort für die Qualitätssicherung verantwortlich ist, den Zugriff
auf alle Manuals und Zeichnungen. Um entstehende Fehler frühzeitig zu beheben, wird der Zusammenbau begutachtet und dokumentiert, u.a. mit Fotos, und umgehend an ExpertInnen im Backoffice
weitergeleitet. Ein anderes Anwendungsbeispiel für eine weitgehend automatische Dokumentation ist
das Winspect-Projekt: Für die Inspektion von Industriekranen wurde ein Wearable-Computing-System konzeptioniert und in Teilen prototypisch realisiert, das die BenutzerIn bei der Durchführung
ihrer Arbeit unterstützt, indem es digital den kompletten Inspektionszyklus abbildet, aber der Ausführenden nicht vorgibt, in welcher Reihenfolge sie ihre Arbeit durchzuführen hat. Bei der Benutzung
dieses Systems wird jede Befundung automatisch aufgezeichnet und steht im firmeneigenen Informationssystem umgehend zur Verfügung.
Mobile Assistenzsysteme
PC (Personal Computer) und PDA (Personal Digital Assistent) tragen in ihrer Bezeichnung schon den
Ausdruck eines seit vielen Jahren gehegten Wunsches an die Computertechnologie in sich: Der Computer soll ein persönlicher Gegenstand, ein persönliches Werkzeug oder möglichst ein ganz persönli-
Anwendungen
33
ches intelligentes System sein, das gänzlich seiner BenutzerIn angepasst ist bzw. sich selbst anpassen
kann. Der miniaturisierte Computer, den die BenutzerInnen am Körper trägt und der mit Sensoren zur
Wahrnehmung der Umgebung bestückt ist oder der evtl. sogar die Befindlichkeit der TrägerIn wahrnehmen kann, ist zz. der Kandidat am Horizont der Erfüllung dieses Wunsches. Die neue körperliche
Nähe zwischen Mensch und Computer, die mit Wearable Computing erreicht wird, und Fortschritte in
der KI-Forschung bieten eine vielversprechende Voraussetzung zur Annäherung an die Erfüllung dieses Wunsches. Deshalb ist die persönliche Assistenz das zentrale Leitbild des Wearable Computing.
Allerdings gibt es je nach Anwendungsbereich sehr unterschiedliche Vorstellungen davon, was persönliche Assistenz konkret bedeuten kann. Als Metaphern verwendet werden z. B. der Butler5 oder
Vertraute, die SekretärIn, der „ständige Begleiter“ und manchmal auch die Mensch-ComputerSymbiose des Cyborgs6.
Die Bezeichnung „persönlicher Assistent“ hat im Deutschen einen relativ hohen Stellenwert. Als
Konotationen sind u.a. folgende Eigenschaften üblich
•
emphatisch und loyal gegenüber der zu assistierenden Person
•
kompetent bzgl. der Aufgabe
•
bzgl. der zu unterstützenden Handlung proaktiv (d.h. mitdenken und selbstständig vorausschauend handeln)
•
bzgl. der Vorbereitung der Unterstützung selbstständig handelnd
Den genannten Metaphern und Konotationen ist gemeinsam, dass sie auf das Persönliche, also die
Unterstützung einer bestimmten Person abzielen. Es gibt aber noch ein andere Lesart von „Assistent“,
z.B. der „Assistent der Geschäftsführung“. Dieser Assistent hat seine eigenen Kompetenzbereiche
und seine eigenen Werkzeuge. Er assistiert nicht unbedingt einer einzelnen Person, sondern eigentlich
einer Funktion – in diesem Falle der Geschäftsführung. Im Vordergrund steht hier das Assistieren bei
einer Aufgabe, welche Person diese Aufgabe zu erfüllen hat, ist zweitrangig. Beide Lesarten kommen
als Metaphern für Wearable Computing in Frage. Welches Leitbild für welche Aufgabe und für
welchen Anwendungsbereich angemessen ist, muss noch untersucht werden.
Die oben skizzierten bisherigen Lösungen und Umsetzungen sind Ergebnis der Auswertung einer
Vielzahl von dokumentierten Projekten, Prototypen und Forschungsansätzen. Knapp 90 dokumentierte Fallstudien dieser Art stehen online, in Zeitungen oder Zeitschriften, und in wissenschaftlichen
Publikationen zur Verfügung. Für die vorliegende Studie wurden diese Beispiele zusammengetragen
und analysiert. Ca. die Hälfte aller bekannten Anwendungsbeispiele, für die Wearable Computing
eine Lösung oder zumindest einen Idee für eine Lösung liefert, wurden in einer schematischen
Beschreibung erfasst und werden im folgenden dargestellt. Diese breite Datenbasis bietet eine Fülle
von Anregungen für die Entwicklung marktfähiger Produkte. Sie kann sowohl EntwicklerInnen als
auch AnwenderInnen als Quelle und Inspiration für die Entwicklung eigener Ideen zu WearableComputing-Lösungen und zu Aufgabenstellungen für Wearable Computing dienen.
5
6
[Sta97]
[Sta01]
34
Kapitel III
Einsatz von Wearable Computing Systemen – dokumentierte
Case Studies
Es gibt bereits eine Vielzahl dokumentierter Ansätze zur Umsetzung des Wearable Computing Paradigmas in den verschiedenen Branchen und Anwendungsbereichen. Im folgenden wird eine willkürliche Auswahl dieser Lösungen schematisch beschrieben. Untergliedert sind diese Case Studies nach
den Anwendungsbereichen, denen sie zuzuordnen sind. Es gibt weitere dokumentierte Case Studies
und es kommen ständig neue hinzu, deshalb wird hier kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben.
Die Hersteller von Wearable Computern und von anderen Hardwarekomponenten, aber auch Softwarehersteller veröffentlichen ihre Ideen, Umsetzungen und Erfolgsberichte im WWW. Darüber
hinaus gibt es einen regen wissenschaftlichen Diskurs insbesondere auch über geeignete Anwendungsbereiche, der auf internationalen Konferenzen wie der ISWC (International Symposium on
Wearable Computing, jährlich seit 1997) geführt wird. Die Dokumentationen dieser Konferenzen sind
Quellen, die für die folgenden Beschreibungen herangezogen wurden.
In einem einheitlichen Darstellungsschema werden die Aufgaben und die Anforderungen beschrieben, die aus der konkreten Anwendung heraus an eine informationstechnische Lösung gestellt werden, und die Lösung, die für dieses spezielle Problem entwickelt wurde bzw. wird. Bei der Beschreibung der Lösung wird die Hardware genannt, die verwendete Peripherie und die eingesetzte oder
entwickelte Software. Die Charakteristika dieser Lösung werden kurz skizziert und es werden die
Anwendungsfälle genannt, die über das speziell gelöste Problem hinaus auf übergreifende Problemstellungen für die Informations- und Kommunikationstechnologie verweisen. Die Lösungen sind,
genauso wie die Aufgaben, in mehreren Dimensionen unterschiedlich. Sie reichen von der Portierung
bekannter Software auf einen kommerziell verfügbaren Wearable Computer bis hin zum Design völlig neuer Hardware und Software und insbesondere bis zur Entwicklung ganz neuer Paradigmen zur
Gestaltung der Schnittstelle zwischen Mensch und Computer. Die verfügbaren Quellen enthalten
zwar nicht immer zu allen Kategorien des Schemas Informationen, dennoch können die Anwendungsbeispiele relativ ausführlich beschrieben werden. Recherchiert wurden knapp 90 Case Studies
und Use Cases; es gibt weitere, die allerdings nicht dokumentiert vorliegen. Mehr als 1/3 aller Beispiele sind im industriellen Kontext angesiedelt, die Mehrheit der übrigen in professionellen Anwendungsbereichen jenseits der Schreibtischarbeit; ca. 15% sind Beispiele „persönlicher Anwendungen“
für den Consumer-Markt. Eine repräsentative Auswahl von annähernd 50 Anwendungsbeispielen
werden in der vorliegenden Studie schematisch beschrieben. Sie repräsentieren einen Ausschnitt aus
der breiten Palette von Aufgaben, Ideen und Umsetzungen und sind geeignet, durch ihre Vielfalt den
Blick zu öffnen für das Potenzial, das Wearable Computing in sich birgt, denn bei der Mehrzahl der
dokumentierten Lösungen handelt es sich um Prototypen, Forschungsansätze oder Feldstudien. Auf
Erfahrungen mit einem langfristigen kommerziellen Einsatz kann nur in einem Fall verwiesen werden, so dass u.a. noch Feldstudien und insbesondere kommerzielle Produkte ausstehen.
Logistik
Transport und Logistik ist ein Bereich, in dem heute und auch in Zukunft physisch Güter wirklich
bewegt werden. Dieser Bereich zeichnet sich aber auch durch eine frühe Durchdringung mit Computertechnologie aus. Man denke zum Beispiel an die Automatisierung in Hochlagern oder in Containerterminals, an Warenwirtschaftssysteme, an Scannerkasse sowie an Fahrzeugverfolgungssysteme
und Prozessesteuerungen. Denn neben den Dingen, die transportiert werden, gibt es immer auch
Dokumente, die sie physisch und/oder virtuell begleiten, und die Prozesse, die koordiniert werden
müssen.
Daten und Datenströme sind für die Logistik überaus wichtig. Für die LagerarbeiterIn, die KommissioniererIn oder für den Paketboten bedeutet die Erfassung oder Verarbeitung von Daten jedoch eine
zusätzliche Arbeit, die völlig anders geartet ist als ihre primäre Aufgabe – das Bewegen von Gütern
von einem Ort zu einem anderen – und die einen Zeitaufwand erfordert, der zu Lasten der produktiven Arbeitszeit geht.
Die Firma Symbol Technologies, eines der führenden Unternehmen im Bereich Scannerkassen und
mobilen Computer- und Kommunikationssystemen, hat frühzeitig die Vorteile einer mobilen Unterstützung mobiler Tätigkeiten erkannt und verschiedene Systeme zur mobilen Datenerfassung entwickelt. Die Evaluation dieser Handheld-Lösungen und die Erfahrungen im kommerziellen Einsatz bei
verschiedenen Arbeitsaufgaben wies auf Handhabungs- und daraus resultierende Akzeptanzprobleme
in bestimmten Segmenten hin: Die MitarbeiterInnen konnten mit den mobilen Handscannern zwar
den Barcode der Waren schneller einlesen als bei der Datenerfassung mit Papier und Stift, mussten
das Gerät aber jedes Mal aus der Hand legen, wenn sie die Güter bewegten. Diesem Nachteil wurde
durch die Entwicklung eines ergonomisch gestalteten Wearable Computers Abhilfe geschaffen. Das
resultierende „Wearable Scanning System“ ist bisher das erfolgreichste kommerziell eingesetzte
Wearable Computing System. Es wurde u.a. von der Firma UPS in ihr prozessumfassendes Paketverfolgungssystem integriert. Das Gerät ist auf die spezielle Aufgabe – das Einlesen von Barcodes – und
auf den Anwendungszusammenhang – das manuelle Bewegen von Gütern – hin optimiert. Darüber
hinaus ist je nach Verwendungszweck weitere Kommunikation möglich, z.B. eine dynamische oder
kontextbezogene Auftragserteilung an die TrägerIn.
Die Wearable Scanning Systeme der Firma Symbol Technologies werden von verschiedenen AnwenderInnen u.a. in der Paketverteilung, in der Kommissionierung, in der Lagerbewirtschaftung usw.
eingesetzt. Eine ähnliche Lösung wurde von anderen Hard- und Softwareherstellern durch die Portierung einer vorhandenen Software auf einen universell einsetzbaren, kommerziell verfügbaren Wearable Computer für die Inventarüberwachung bei umfangreichen Wartungsarbeiten in Kernkraftwerken gefunden. Mit dieser kurzfristig umzusetzenden Strategie wurde beispielsweise auch die
Schalterabfertigung in einem Flughafen auf ein mobiles Gerät transformiert.
Wearable Data Collection System
Anwendungsbereich Transport und Logistik /Paketverteilung
Aufgabe
Für die Benutzung durch das Paketverladepersonal von UPS wurde ein
System benötigt, das Barcodes einliest und dekodiert und die Informationen in
Echtzeit über ein drahtloses Netzwerk (WLAN) an einen Hostrechner
übermittelt. Das Gerät soll aus einem Barcode-Scanner und einem Computerterminal bestehen, die die BenutzerIn beide am Körper trägt. Es soll ihr jedoch
erlauben, sich frei zu bewegen und beide Hände zum Hantieren mit großen
und kleinen Paketen frei zu haben.
35
36
Anforderungen
Kapitel III: Anwendungen
Das Gerät sollte hinsichtlich der Form, der Tauglichkeit und der Funktion alle
Aspekte eines tragbaren Systems aufweisen und eine Verbesserung
gegenüber dem vorhandenen Produkt ASP 3395 darstellen, insbesondere
bzgl.:
-
Ergonomie, Hygiene und Sicherheit der BenutzerIn
-
Miniaturisierung des Wrist-Worn-Computers und des BarcodeScanners und Minimalisierung der Verkabelung
-
Energieversorgung
- Robustheit
Anwender
United Parcel Service (UPS)
Lösung
Status
Kommerzieller Einsatz
Produkt
Symbol Wearable Scanning System WSS 1000
Hardware
speziell für die Aufgabe und in enger Zusammenarbeit mit den BenutzerInnen
entwickelte Form der Geräte und –komponenten, die staubgeschützt,
stoßgedämpft und wasserfest sind. Das System besteht aus einer mobilen
Einheit (Symbol WWC 1000™ Wrist Computer), die per Kabel mit dem
Laserscanner (RS-1™ „Ring“ Scanner) verbunden ist, und aus einer
Dockingstation. Die Dockingstation besitzt eine serielle Schnittstelle (z.B.
zum Laden von Programmen) und eine Schnellladeeinheit für die Batterien.
Erweiterung um das Symbol Spectrum 24™ 2.4 GHz Spread Spectrum IEEE
802.11 WLAN
Peripherie
Anschluss anderer proprietärer Laser-basierter Barcode-Scanner möglich
Software
Standard-Betriebssystem DOS
proprietäre Scanner-Software
beliebig programmierbar
Charakteristika
Kleiner, bzgl. der Umweltbedingungen robuster, ergonomisch gestalteter,
tragbarer und programmierbarer Computer mit per Kabel angeschlossenem
Barcode-Scanner, der in der Bewegung benutzt wird und es ermöglicht, dass
die BenutzerIn die Hände die meiste Zeit frei hat für ihre Aufgaben in der
gegenständlichen Welt. Das System wird an Unterarm und Zeigefinger
getragen. Die Interaktion erfolgt mittels einer integrierten Tastatur und über
ein integriertes Display am Arm. Zum Datenaustausch kann eine integrierte
drahtlose Netzwerkverbindung in einem LAN verwendet werden.
Vorteile
Verbesserung von Effizienz und Produktivität durch Mobilität sowie
Freilassen der Hände für die primäre Aufgabe
Anwendungsfälle
Einlesen von codierten Daten an wechselnden Orten; drahtlose
Datenübermittlung; Objektverfolgung
Referenzen
Quelle
[Ste98]
Datum
1995-1996
Logistik
37
RF Innovations Speed up Parcel Tracking at ANC
Anwendungsbereich Transport und Logistik
Prozessumfassende Paketverwaltung und -verfolgung
Aufgabe
Auschecken von Waren aus der zentralen Paketverwaltung während der
Zustellung von großen oder kleinen Paketen beim Kunden. Die Hände sollen
frei sein für die Handhabung der Produkte, für das Packen von Kartons oder
die Bewegung von Handtransportkarren. Das Gut bleibt dabei die ganze Zeit
integraler Bestandteil der Verteilungskette bzw. des Verfolgungssystems.
Anforderungen
Anwender
ANC Ltd., UK
Lösung
Status
Testbetrieb in einer Filiale
Produkt
Einsatz eines kommerziell verfügbaren Hard-/Software-Komplettsystems
Hardware
Symbol Wearable Scanning System WSS 1040 für unterwegs, bestehend aus
einem wrist-worn-Computer und einem angeschlossenen Laserscanner
Peripherie
Software
Standard-Betriebssystem DOS
proprietäre Scanner-Software
beliebig programmierbar
Charakteristika
Vorteile
Die Ware bleibt bis zur Auslieferung in der Paketverfolgung und kann beim
Kunden synchron zum physikalischen Prozess und ohne zusätzlichen
Aufwand für den Auslieferer auch digital in den nächsten Prozessschritt
übergeben werden.
Anwendungsfälle
Einlesen von codierten Daten an wechselnden Orten; Objektverfolgung
Referenzen
Quelle
http://www.symbol.com/uk/Solutions/case_study_anc.html
Datum
Gesehen: August 2001
38
Kapitel III: Anwendungen
Mobile Unterstützung beim Packen von Versandpaketen
Anwendungsbereich Logistik / Kommissionierung
Aufgabe
Anhand von vorliegenden Bestelllisten müssen in einem Lagerhaus Pakete
zum Versand zusammengestellt und gepackt werden. Die in den ersten 4
Jahren eingesetzten Hand-Held-Geräte haben zwar die Fehlerrate verringert
und eine Produktionssteigerung gebracht, haben aber auch behindert, da sie
während des Arbeitsvorgangs immer wieder aus der Hand gelegt werden
mussten, verloren gingen usw.
Anforderungen
Reibungslose, unbehinderte Abwicklung des Arbeitsprozesses
Anwender
Kars & Co. B.V., Niederlande, Großhandel für Hobbyartikel
Lösung
Status
Ausweitung des Einsatzes in der Produktion nach einer intensiven
zweijährigen Pilotphase
Produkt
Einsatz eines kommerziell verfügbaren Hard-/Software-Komplettsystems mit
Anbindung an ein vorhandenes Warenwirtschaftssystem
Hardware
Symbol Wearable Scanning System WSS 1040, bestehend aus einem WristMounted-Computer und einem angeschlossenen Laserscanner
Peripherie
Software
Standard-Betriebssystem DOS
proprietäre Scanner-Software, angeschlossen an ein vorhandenes
Warenabrechungssystem
beliebig programmierbar
Charakteristika
Gewechselt wurde von einer Handheld-Lösung zu einer Lösung mit einem
Wearable Computer, der die gleiche Funktionalität mit einer ergonomisch
gestalteten Hardware zur Verfügung stellt.
Vorteile
Die Fehlerquote wurde so verringert, dass keine Endkontrolle mehr
erforderlich ist. Die Einsparungen beim logistischen Ablauf liegen bei 9%
Anwendungsfälle
Einlesen von codierten Daten in der Bewegung; drahtlose
Datenkommunikation;
Integration in ein Warenwirtschaftssystem
Referenzen
Quelle
http://www.symbol.com/nederland/Solutions/kars.html
Datum
Gesehen: August 2001
Logistik
39
Associated Wholesale Grocers Slashes Shipping Inaccuracies
Anwendungsbereich Transport und Logistik
Aufgabe
Beim Versand von großen Warenmengen treten kostenintensive Versandfehler
auf. Darüber hinaus treten ständig Inkonsistenzen bei den Bestandsinformationen auf. In Zeiten von kontinuierlichem Nachschub und just-intime-Lieferungen toleriert der Einzelhandel derartige Pannen immer weniger.
Anforderungen
Anwender
Associated Wholesale Grocers (AWG), USA, Großhandel für Lebensmittel,
Waren aller Art, Gesundheits- und Schönheitsprodukte
Lösung
Status
Kommerzieller Einsatz
Produkt
Anwenderspezifische Lösung
Hardware
Symbol Wearable Scanning System with RF (WSS 1010)
Symbol spectrum One RF Transceivers
Peripherie
Software
Das Gerät ist bestückt mit Software des Anwenders und drahtlos verbunden
mit dem Mainframe-Rechner des Anwenders, auf dem Programme zur
Prozessverwaltung und zur Abrechung usw. laufen.
Charakteristika
Es gibt eine Kommunikation zwischen dem Zentralrechner und den einzelnen
eingesetzten Wearables. Der Zentralrechner beauftragten den Lagerarbeiter,
eine Bestellung aus dem vorhandenen Lager zusammenzustellen, indem der
ihm über das Wirst-Mounted-Display anzeigt, wo er als erstes hingehen muss
und wie viel Exemplare der Ware er einpacken muss. Der Lagerarbeiter scannt
dann die einzelnen Teile ein und wird zur nächsten Stelle geschickt. (Bei
Waren, die abgewogen werden, scannt der „Wareneinsammler“ das
ausgewogene Gewicht ein.) Wenn die Bestellung abgearbeitet ist, gibt der
Zentralrechner dem Lagerarbeiter Anweisung, wo er die zusammengestellte
Ware zum Versand bzw. zur weiteren Bearbeitung abliefern muss.
Vorteile
Der Einsatz eines Wearable Computers vermeidet eine Unterbrechung der
Durchführung der eigentlichen Aufgabe, d.h. er ermöglicht, dass die
Aufmerksamkeit des Lagerarbeiters weitgehend unbeeinträchtigt im
Gegenständlichen verbleibt. Auch durch die stark reglementierte
Kommunikation zwischen Zentralrechner und tragbarem Scann-System wurde
die Fehlerrate enorm reduziert: Bei einem industriellen Ziel von 10 Fehlern
bei 10.000 Auslieferungen, liegt die Firma mittlerweile mit 8 Fehlern schon
deutlich darunter und rechnet für den Zeitpunkt der vollständigen Einführung
der neuen Technologie mit einer Reduzierung auf 4 Fehler. Das bedeutet eine
enorme Kostenersparnis sowie eine Steigerung der Zufriedenheit bei den
Kunden, was fast einem geldwerten Vorteil gleichkommt.
Anwendungsfälle
Einlesen von codierten Daten in der Bewegung; abarbeiten von Checklisten
(mit Kontrolle durch den automatischen Abgleich mit den ScannerErgebnissen); Kommunikation (Auftragsübermittlung); Integration in ein
Prozesskontrollsystem
Referenzen
Quelle
http://www.symbol.com/solutions/logistics/logistics_casestd_shipping_ina.ht
ml (gesehen 8/2001)
Datum
1995-1997
40
Kapitel III: Anwendungen
Hands-Free Plus Real-Time, Equals Business Advantage
Anwendungsbereich Logistik
Aufgabe
Das zentrale Waren-Distributionszentrum ist vollautomatisiert, einzig das
Bestücken des Lagers und die Kommissionierung (Zusammenstellen der
Waren für den Versand in die Filialen) werden von Menschen übernommen.
Bei der Anlieferung wird jede Lieferung manuell kontrolliert und jedes
eingehende Gut, jeder Karton mit einem Barcode versehen und in das
vorhandene Warenwirtschaftssystem eingegeben. Anschließend sorgt ein
automatisiertes Transportsystem für die Verbringung der Waren entweder an
den vorgegebenen Lagerort oder an die Warenausgaben, die die Schnittstelle
zur Kommissionierung ist. Die Ware bleibt die gesamte Zeit, die sie im
Gebäude ist, in der Warenverfolgung durch das Warenwirtschaftssystem.
Bei der Kommissionierung tragen die MitarbeiterInnen die georderten Waren
von den verschiedenen Ausgaben anhand der Bestellliste zusammen.
Anforderungen
Die Teams, die die Waren bei der Anlieferung einchecken, müssen einen
Barcode anbringen und ihn einscannen können, ohne bei ihrer eigentlichen
Tätigkeit (Entladen der LKWs, Bestücken des Lagersystems) nicht
eingeschränkt werden.
Andererseits sollen die Kommissionierer ebenfalls bei ihrer körperlichen
Tätigkeit nicht behindert, in der korrekten Abarbeitung jeder Bestellung
jedoch unterstützt werden.
Darüber hinaus soll der „Aufenthaltsort“ jeder Ware zu jedem Zeitpunkt dem
Warenwirtschaftssystem bekannt sein, um die automatische Lagerhaltung und
insbesondere auch die Bestückung der Warenausgabe zu gewährleisten.
Anwender
Peacocks Retail Group, Nantgarw, UK
Einzelhandelsgruppe, die Kleidung und Möbel in mehr als 280 Filialen
verkauft
Lösung
Status
Kommerziell
Produkt
Einsatz eines kommerziell verfügbaren Hard-/Software-Komplettsystems
unter spezieller Anpassung an ein vorhandenes automatisiertes Lagerhaltungsund Warenwirtschaftssystem
Hardware
Symbol Wearable Scanning System WSS 1040, bestehend aus einem wristmounted-Computer und einem angeschlossenen Laserscanner,
Symbol Spectrum24® wireless LAN
Peripherie
Software
Standard-Betriebssystem DOS
proprietäre Scanner-Software integriert in eine automatisierte Lagerhaltung
und ein vorhandenes Warenwirtschaftssystem
beliebig programmierbar
Logistik
Charakteristika
41
Jede LagermitarbeiterIn trägt einen Wearable Computer, der drahtlos mit dem
zentralen Rechner verbunden ist. Durch das Einlesen der Barcodes und die
sofortige Übertragung an das Lagerhaltungs- bzw. Warenwirtschaftssystem ist
eine effiziente Steuerung des Warenflusses möglich.
Das Gesamtsystem kann über das Display der Wearables die einzelnen
Aktionen jedes Mitarbeiters steuern. Die Koordinierung und die Anpassung an
die aktuellen Situation, die Prozesskontrolle und die Kommunikation wird von
den zentralen Programmen vorgenommen. Die Wearable dienen als BarcodeLeser in den verschiedenen Arbeitsschritten, als Ersatz für die papierenen
Bestelllisten und als unidirektionaler Informationsweg (vom zentralen System
an die BenutzerIn), wobei er aufgrund seiner Form und aufgrund des geringen
Interaktionsaufwands die eigentliche mobile, gegenständliche Aufgabe der
Lagerarbeit nicht behindert.
Vorteile
Durch das Tragen des Systems am Körper können die Lagerarbeiter effektiver
arbeiten, da sie nicht mehr durch das Ablegen des Computersystems behindert
werden. Auch die Arbeitsmoral der Teams wird erhöht, da die Geräte gute
Trageeigenschaften haben und leicht zu bedienen sind; so empfinden die
Teams eine Arbeitserleichterung in ihrem Job, die wiederum für eine
Steigerung der Effizienz sorgt.
Anwendungsfälle
Einlesen von codierten Daten in der Bewegung (Barcode); aufwandsarme
Synchronisation von virtuellen Informationen mit realen Gegebenheiten;
Benachrichtigung durch das Zentralsystem (unidirektionale Kommunikation);
flexible, dynamische Vorgabe von Arbeitsschritten, Ersatz von papierenen
Checklisten; Echtzeit-Prozesssteuerung: Effektive, situationsangepasste
Steuerung des Workflows jeder LagermitarbeiterIn.
Referenzen
Quelle
http://www.symbol.com/uk/Solutions/case_study_peacocks_re.html (gesehen:
8/2001)
Datum
1998-
42
Kapitel III: Anwendungen
Northwest Airlines Flying High with ‘Line Busting’ Solution
Anwendungsbereich Logistik
Aufgabe
Vermeidung von Warteschlangen in Flughafenabfertigungshallen durch
Portierung der Schalterdienstleistungen auf ein mobiles Endgerät
Anforderungen
klein und mobil; einfach zu bedienen
Entwickler
ViA
Anwender
Northwest Airlines
Lösung
Status
Feldstudie und kommerzieller Einsatz
Produkt
Portable Agent Workstation (PAW) Software
Hardware
ViA II Wearble PC mit Handheld Display
Welch-Allyn Barcode Lesestift
Cameo2 Drucker
Peripherie
Software
PAW Software
Charakteristika
Passagiere werden vom Personal nicht mehr nur direkt am Schalter, sondern
auch außerhalb einer Schlange abgefertigt; mit dem Barcode Scanner wird das
Ticket des Passagiers gescannt und der angeschlossene Drucker druckt
daraufhin den Boarding Pass.
Der Service verbessert sich zusätzlich, da die PAW Software Zugriff zu
Fluginformationen gewährleistet und die Passagiere Flugdaten direkt vom
Personal erfahren können.
Vorteile
verbesserter Service, somit Kundenzufriedenheit
Anwendungsfälle
Portierung stationärer Funktionalität auf ein mobiles Endgerät, d.h. Anpassung
der Interaktion sowie der Informationspräsentation und des Zugriffs auf
Informationssystem
Referenzen
Quelle
Datum
http://www.flexipc.com/product/Images/customer.pdf (gesehen: 15.07.2001)
Logistik
43
Generating Results – Where ruggedness and versatility count
Anwendungsbereich Logistik
Verfolgung und Überwachung von Geräten (Inventarisierung)
Aufgabe
Effiziente und sorgfältige Verfolgung von Inspektions- und Wartungsgeräten
und -werkzeugen während routinemäßiger halbjährlicher Inspektionen z.B.
von Dampfmaschinen in einem Kernkraftwerk.
Da Standzeiten von Kernkraftwerken enorm teuer sind, muss der
Dekontaminationsprozess und das Ein- und Auspacken so kurz wie möglich
gehalten werden.
Anforderungen
Das eingesetzte System muss resistent gegen radioaktive Strahlung sein, hohe
Temperaturen vertragen und möglichst kontaktarm funktionieren. Die
Stromversorgung muss lange halten, der Akkuwechsel darf keine
Arbeitsunterbrechung erfordern. Software muss leicht aufspielbar sein.
Anwender
Framatome Technologies, Inc., Lynchburg, Virginia, USA (u.a. Inspekteur für
Dampfkessel in Kernkraftwerken)
Lösung
Status
Pilotprojekt
Produkt
Hardware
Xybernaut Mobile Assistant IV mit ‘hot swapping’ Akku
Peripherie
Percon Barcode Scanner
Software
Atlas Software; kundenspezifische SQL-Server; Datenbankanwendung in
Visual Basic
Charakteristika
Bei der Inspektion eines Kernkraftwerks werden alle Inspektions- und
Wartungsgeräte sowie -werkzeuge zusammen mit den zugehörigen
Computern zur Auswertung der vor Ort gemessenen Daten eigens in das
Gelände eingeführt. Das Equipment wird inner- und außerhalb des
kontaminierten Bereichs aufgestellt. Geräte aus kontaminierten Bereichen
müssen gesondert verpackt und gelagert werden. Beim Entladen und Einladen
aller Geräte werden die Techniker vom MA IV unterstützt, welcher unter dem
Schutzanzug getragen wird, so dass für dieses Gerät keine
Kontaminationsgefahr besteht. Mit dem Percon Barcode Scanner werden alle
Geräte, die entladen werden, identifiziert. Geräte für einen Einsatz im
kontaminierten Bereich werden besonders vermerkt. Somit bekommen die
TechnikerInnen einen genauen Überblick über alle sich im Einsatz
befindenden Geräte.
Nach der Inspektion werden wiederum alle eingehenden Geräte gescannt, so
dass sichergestellt werden kann, dass nichts zurückgelassen worden ist, dass
alle Geräte für den nächsten Einsatz wieder zur Verfügung stehen, und dass
alle Geräte aus kontaminierten Abschnitten entsprechend verpackt werden.
Vorteile
Der Wearable Computer von Xybernaut erfüllt die Anforderungen und hat
insbesondere keinen Lüfter, d.h. die Gefahr, dass er selbst kontaminiert wird,
ist reduziert.
Der Einsatz des mobilen Systems reduziert die Packzeiten um ca. 50% und
verbessert gleichzeitig die Ermittlung des kritischen Inventars und der
Sicherheitsinformationen einer extrem kostenintensiven Anlage. Die
Einsparungen durch den Einsatz des tragbaren mobilen Computersystems
beträgt bis zu einem Arbeitstag, was einem Wert zwischen einer viertel und
einer halben Mio. $ ausmacht.
44
Anwendungsfälle
Kapitel III: Anwendungen
Objektverfolgung
berührungslose Objektidentifikation vor Ort
Drahtloses Informationssystem (über die Geräte vor Ort und über das im
Lager vorrätige Equipment)
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub02.htm (gesehen: 3.9.01)
Datum
1999
Produktion, Montage, Konstruktion
Beim Segment „Produktion, Montage und Konstruktion“ denkt man als erstes an industrielle Anwendungen. Doch sollte man hier das Handwerk nicht vergessen, auch dann nicht, wenn es noch keine
Anwendungsbeispiele für den Einsatz von Wearable Computing Systemen in diesem Bereich gibt.
Bei Tätigkeiten im Handwerk handelt es sich häufig um mobile Tätigkeiten, so hat sich beispielsweise das Handy als allgegenwärtiges Kommunikationsmittel hier bereits durchgesetzt. Allerdings ist
zu hinterfragen, ob für die verschiedenen handwerklichen Gewerke der Einsatz leistungsfähigerer
mobiler, tragbarer Computersysteme genügend Innovation und insbesondere auch handfeste wirtschaftliche Vorteile bietet. Die Untersuchung, ob und welche Potenziale Wearable Computing für das
Handwerk bietet, steht noch aus.
Die industrielle Produktion, Montage und Konstruktion beinhalten ebenfalls ein umfangreiches
Repertoire an mobilen Tätigkeiten. Diese zeichnen sich durch ihren bis zu einem gewissen Grad
gleichförmigen und wiederkehrenden Charakter aus, also durch einen gewissen Automatismus. Diese
Tatsache hat in der Vergangenheit dazu geführt, industrielle Tätigkeiten durch Automation zu rationalisieren. An dieser Entwicklung hatte die Computertechnologie einen erheblichen Anteil. Die Hoffnungen, die in den Grad der Automatisierung gesetzt worden sind, sind nicht ganz erfüllt worden: Es
sind eine Vielzahl von Tätigkeiten geblieben, die von Menschen ausgeführt werden (müssen), insbesondere mobile Tätigkeiten, die seitens der MitarbeiterIn besondere Kompetenz erfordern.
Eines der am häufigsten zitierten Anwendungsbeispiele ist ein Projekt, das bereits Anfang der 90er
Jahre von und bei Boeing durchgeführt wurde: Die elektrische Verkabelung von Flugzeugen erfolgt
außerhalb des Flugzeugs und ist eine komplexe, nicht zu automatisierende Aufgabe, die anhand von
Zeichnungen und Handbüchern erfolgt. Diese Tätigkeit erfordert eine umfassende Einarbeitung. Sie
ist mobil, da der Arbeitsplatz eine mehrere Meter lange Tafel ist, an der die MitarbeiterIn sich während des Zusammenbaus des Kabelbaums hin und her bewegt. Außerdem ist die primäre Aufgabe der
Zusammenbau, alle eingesetzten Materialien sind Hilfsmittel und Werkzeuge. Der Einsatz neuer
Technologien soll diesen Produktionsprozess kostengünstiger gestalten. Boeing hat sich für eine
mobile AR-Lösung und damit für den Einsatz von Augmented Reality Technologie entschieden: Die
gedruckten Materialien werden durch digitale ersetzt. Die geometrische Zeichnung wird über ein
monokulares halbdurchsichtiges HMD in das Blickfeld der BenutzerIn eingeblendet, wobei die Position der BenutzerIn und ihre Blickrichtung die visuelle virtuelle Überlagerung bestimmen. Darüber
hinaus können die Handbücher benutzt werden, ohne den Arbeitsplatz zu verlassen und es wird eine
schrittweise Anleitung für ein „gutes“ Design eines Kabelbaus zur Verfügung gestellt, um so spätere
Wartungsarbeiten zu vereinfachen. Die angestrebte Produktivitätssteigerung wurde nicht erreicht,
denn die Probanden, die den Wearable Computing Prototypen benutzten, waren nur genauso gut und
schnell wie ihre traditionell arbeitenden KollegInnen. Als Ursache werden die Ungenauigkeit der
Sensoren und Mängel im Interaktionsdesign gesehen.
In Deutschland wird im laufenden Projekt ARVIKA, einem Leitprojekt des BMBF, ebenfalls an teilweise mobilen AR-Lösungen für die Entwicklung, die Produktion und den Service komplexer technischer Produkte und Anlagen gearbeitet: Der FacharbeiterIn werden aufgabenbezogen und kontextabhängig visuelle Informationen in ihr Blickfeld projiziert. Die Anwendungsszenarien stammen aus
dem Maschinen-, dem Anlagen-, dem Fahrzeug- und dem Flugzeugbau. Das Projekt wird auch für
Wearable Computing interessante Ergebnisse liefern und neue Anforderungen für den Einsatz von
Wearable-Computing-Systemen definieren, denn die Sensortechnologie hat sich seit Beginn des
Boeing-Projekts weiter entwickelt. Die Erkenntnis, dass neue Interaktionskonzepte für die Etablierung von Wearable Computing erforderlich sind, ist erkannt worden, auch das werden einige
Beispiele im nächsten Abschnitt belegen.
Die Prozessüberwachung einer großen Produktionsanlage erfolgt zwar von einer zentralen Leitstelle
aus, eine regelmäßige Kontrolle vor Ort wird dadurch allerdings nicht ersetzt, denn eine lückenlose
sensorische Überwachung von Produktionsanlagen ist bei den heutigen dynamischen Produktionsprozessen nicht möglich. Das Servicepersonal muss insbesondere im Problemfall vor Ort Messungen
vornehmen und an jedem Aufenthaltsort über den aktuellen Zustand der gesamten Anlage informiert
sein. Auch der Zugriff auf Dokumentationen und die direkte multimediale Kommunikationen mit
KollegInnen oder anderen ExpertInnen kann zur Gewährleistung eines störungsfreien Funktionierens
45
46
Kapitel III: Anwendungen
erforderlich sein. Dieses Problem wurde für die Temperaturkontrolle in einer Lebensmittelproduktionsanlage mittels eines Wearable Computing Systems gelöst.
Ein letztes Beispiel für diesen Anwendungsbereich stammt aus dem Bereich Konstruktion/Architektur. Es handelt sich um eine Art Lehr-/Lernsystem: ArchitektInnen/KonstrukteurInnen wird mittels
eines tragbaren wissensbasierten AR-Systems und stilisierten gegenständlichen Modellelementen die
Möglichkeit geboten, Anleitung zur architektonischen Konstruktion zu erhalten. Die Instruktion, die
hier unterstützt wird, ist ein Anwendungsfall, der auch in anderen Anwendungsbereichen auftritt, da
gerade im industriellen Bereich learning-by-doing und auch Lernen-durch-Nachmachen anerkannte
didaktische Methoden sind, „Vorarbeiter“ aber immer seltener zur Verfügung stehen.
Boeing’s Wire Bundle Assembly Project
Anwendungsbereich Montage / Flugzeugbau
Aufgabe
Unterstützung bei der Verkabelung von Flugzeugen im Bereich des
Zusammenbaus der elektrischen Kabel zu Kabelbäumen.
Die elektrische Verkabelung von Flugzeugen erfolgt außerhalb des Flugzeugs
und ist eine komplexe, nicht zu automatisierende Aufgabe. Sie wird an einer
bzw. mehreren viele Meter langen „Tafeln“ mit darunter liegenden
geometrischen Zeichnungen unter zusätzlicher Verwendung von Handbüchern
manuell durchgeführt. Sie erfordert eine umfassende Einarbeitung,
insbesondere in die Benutzung der Handbücher.
Anforderungen
Der Einsatz neuer Technologien soll diesen Prozess kostengünstiger gestalten.
Anwender/Partner
Boeing zusammen mit über die Laufzeit variierenden Partnern, z.B.
Honneywell Military Avionics Devision, TriSen Inc., Virtual Vision /
InterSense Inc., Engineering Design Research Center der Carnegie Mellon
Universität
Lösung
Status
Phase 1: Machbarkeitsstudie
Phase 2: Prototyp
Phase 3: Pilotprojekt
Produkt
Hardware
Im Laufe der Projektphasen wurde unterschiedliche Hardware eingesetzt.
Anfangs wurden kommerziell verfügbare Geräte eingesetzt, die
zwischenzeitlich an die Erfordernisse des Projekts angepasst und am Ende
wieder durch kommerziell verfügbare Bestandteile ersetzt wurden. Die
Hardware bestand immer aus einem Wearable Computer mit einem
halbdurchsichtigen HMD und Trackern zur möglichst genauen Bestimmung
der Position und Orientierung des Kopfes der BenutzerIn und zur
Identifizierung und Lokalisierung der Kabel auf der Arbeitstafel.
Phase 2: Selbstgebauter Wearable im Rucksack; magnetischer Tracker von
Ascension; umgerüstetes HMD basierend auf dem „Honeywell Combat
Vehicle Crewman“ als See-Through-Version
Phase 3: Via Wearable Computer (in einer Weste getragen), V-Cap 1000 SeeThrough HMD (monokular, monochrom VGA) von Virtual Vision mit einem
acustic/inertal hybrid Tracker von InterSense, ergänzt um einenVideometricTracker von TriSen
Peripherie
Phase 3: Zur Benutzung mit dem Videotracker von TriSen wurde eine
entsprechend ausgerüstete Arbeitstafel eingesetzt.
Produktion
47
Software
Software und Algorithmen wurden entwickelt für die Auswertung der Daten
der Tracker und für die Integration der Augenbewegung der BenutzerIn und
damit für die optische Überlagerung der realen Welt mit einer
computergenerierten Zeichnung (Registrierung) sowie für die Interaktion
zwischen Mensch und Computer.
Charakteristika
Das Computersystem wurde als mobiles AR-System gestaltet, das allerdings
in einem bestimmten Raum benutzt wird. Die Hinterlegung der Arbeitstafel
mit einer geometrischen Zeichnung wurde ersetzt durch die positionsgenaue
Visualisierung der Zeichnung im HMD. Die Handbücher wurden digitalisiert,
so dass die BenutzerIn sie ebenfalls in ihrem HMD lesen kann. Darüber
hinaus wurde eine schrittweise Anleitung für die Erstellung von Kabelbäumen
implementiert, die es ermöglicht, einem „besten Vorgehen“ zu folgen und so
eine Vereinheitlichung herzustellen, die einen späteren Wartungsprozess
erleichtert.
Eingesetzt wurden verschiedene Tracking-Systeme, um die Position und die
Orientierung der BenutzerIn zu ermitteln, um ihre Kopfposition und –
orientierung zu erhalten und um ihre Blickrichtung zu erfassen.
Vorteile
Das Ziel der Produktivitätssteigerung wurde mit dem Prototyp des
Pilotprojekts (noch) nicht erreicht. Allerdings waren die Probanden, die mit
der neuen Technologie arbeiteten, auch nicht schlechter als ihre konventionell
vorgehenden KollegInnen. Als Ursache wurde einerseits die noch nicht
ausgereifte Hardware (Tracking-Systeme) identifiziert. Andererseits wurden
die Probanden durch die rudimentären Interaktionsmöglichkeiten stark
behindert. Beispielsweise gab es keine Sensorik zur Erkennung einzelner
Kabel, so dass die BenutzerIn auf Anweisung des Computersystems lange und
mühsam nach bestimmten Leitungen suchen musste.
Es gab aber dennoch positive Ergebnisse:
- Durch die Digitalisierung der Handbücher konnte die häufig erforderliche
Arbeitsunterbrechung zur Konsultation des gedruckten Exemplars vermieden
werden.
- Mit der schrittweisen BenutzerInnenführung konnte ein „gutes Vorgehen“
vermittelt werden. Darüber hinaus konnte mit dieser Technik eine leichtere
Erlernbarkeit der Aufgabe erreicht werden.
Anwendungsfälle
Überlagern der realen Welt mit zusätzlichen visuellen Informationen
Zugriff auf digitale Manuals
kontext-, orts- und blickrichtungssabhängige Informationspräsentation
Workflow-Management: schrittweise BenutzerInnenführung bei der
multimedialen Instruktion
Referenzen
Quelle
[Bar01], Kap. 14
http://www2.cs.cmu.edu/afs/cs.cmu.edu/project/vuman/www/boeing/index.html
Datum
1990-1993
48
Kapitel III: Anwendungen
Augmented Reality for Development, Production and Service
Anwendungsbereich Industrielle Anwendungen
Aufgabe
Entwicklung, Produktion und Service komplexer technischer Produkte und
Anlagen (z.B. im Automobil- und Flugzeugbau, Maschinen- und Anlagenbau)
soll mit neuen Technologien unterstützt werden, z.B. durch die
Anreicherung/Überlagerung der realen Welt mit computergenerierten
Informationen.
Anforderungen
Das Design soll den Menschen und die Mensch-Technik-Interaktion in den
Vordergrund stellen sowie anwendungsgetrieben sein.
Produzent
Anwender/Partner
ARVIKA Konsortium
Lösung
Status
Leitprojekt des BMBF
Produkt
Hardware
Wearable Computer (z,B. von Xybernaut) mit AR-fähigem Head-Mounted
Display
Peripherie
Software
Charakteristika
Augmented-Reality (AR) Technologie kommt hier zum Einsatz. Reale
Objekte werden mit computergenerierten virtuellen Objekten visuell
„gemischt“, so dass detaillierte, sonst nicht wahrnehmbare Konstruktionsoder Prozessinformationen kontext-sensitiv zur Verfügung gestellt werden
können. AR kann so beispielsweise konventionelle Montagehandbücher der
mobil tätigen MonteurIn ersetzen.
Vorteile
Es gibt eine „direkte“ Mischung von realer und virtueller Welt.
Anwendungsfälle
kontextabhängige Informationspräsentation; Realisierung einer einfachen
Interaktion
punktgenaue visuelle Überlagerung der realen Welt mit virtuellen,
computergenerierten Bildern
Erkennung der Umgebung; Positionsbestimmung
Anknüpfen von Prozess-, Mess- und Simulationsdaten an reale Objekte vor
Ort
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub09.htm (gesehen: 12.08.01)
http://www.arvika.de/ (gesehen 25.09.01)
Datum
1999-2003
Produktion
49
BOCs Mobile Monitoring System
Anwendungsbereich Prozessüberwachung in der Produktion / Wartung
Aufgabe
Verbesserung von Produktionsprozess und Produktqualität durch Erhöhung
der Kontrolle, hier insbesondere der Temperatur-Kontrolle z.B. in der
chemischen oder der Pharma-Industrie sowie bei der Produktion von
Lebensmitteln. Das System soll eine effiziente Nutzung des
Temperaturkontroll-Überwachungssystems ermöglichen und insbesondere das
Servicepersonal unterstützten.
Anforderungen
Informationen über den aktuellen Zustand des Produktionssystems müssen
laufend erhoben und kritische Werte detektiert werden. Auftretende Probleme
müssen vom technischen Personal vor Ort begutachtet werden anhand des
Wissens darüber, wie die Maschine funktioniert. Das Problem muss vor Ort
behoben werden. Falls das nicht möglich ist, müssen die erforderlichen
Arbeiten und alle weiteren Schritte umgehend veranlasst werden.
Anwender
BOC Gases, Murray Hill, NJ., USA
Lösung
Status
kommerzieller Einsatz
Produkt
BOC’s Total Temperature Controlsystem
Hardware
Xybernaut MA IV mit HMD und Wrist-Mounted-Keyboard
Peripherie
Software
Die von der Firma BOC entwickelten Softwaresysteme:
- mobiles Monitoring-System
- Informationssystem für Techniker: Customer Equipment and Service Data’
(CESD)
- ‚Groupware’ und ‚Wonderware’ von Invensys Software Systems
Charakteristika
Die Produktionsanlagen der BOC-Kunden wurden an allen relevanten Punkten
– den Produktionszellen – mit Sensoren und Kameras ausgestattet und zu
einem anlagenweiten Überwachungssystem verbunden. Ein Local Operations
Network (LON) verbindet die einzelnen Produktionszellen zu einem Netz,
nimmt die Sensordaten in Echtzeit auf und verwaltet sie.
Eingesetzt wird ein umfassendes Produktionskontrollsystem, das u.a. auch
Groupware-Funktionalität zur Verfügung stellt. Die entsprechenden
Programme laufen auch auf den von den BOC-TechnikerInnen verwendeten
Wearable Computern. Sie haben somit direkten Zugriff auf die aktuellen
Produktionsdaten und auf das BOC-eigene technische OnlineInformationsssystem.
Die mobil arbeitende TechnikerIn kann flexibel agieren, da sie von jedem
ihrer Standorte aus den freien visuellen Zugriff auf den Zustand jeder
Produktionszellen und die aktuellen Anlagendaten hat; sie kann Nachrichten
verschicken und mit anderen TechnikerInnen kommunizieren. Sie kann
manuelle Tätigkeiten an de Produktionszellen verrichten und gleichzeitig
digitale Informationen benutzen.
50
Vorteile
Kapitel III: Anwendungen
Alle erforderlichen Daten stehen jeder TechnikerIn jederzeit und überall zur
Verfügung, so dass der zentrale Kontrollraum überflüssig wird.
Dadurch, dass die Informationspräsentation mittels des Wearable Computers
scheinbar personalisiert wurde, konnte bei den TechnikerInnen eine größere
Verbindlichkeit bei der Übernahme von Verantwortung verzeichnet werden.
Darüber hinaus konnten die Kunden, bei denen die BOC-TechnikerInnen
arbeiten, eine deutlich größere Variabilität der mobilen BOC-TechnikerInnen
feststellen.
Anwendungsfälle
Integration in ein bestehendes umfassendes Prozessüberwachungssystem
(Neu-)Aufnahme von Messdaten, Auswertung und Abgleich mit allen
verfügbaren aktuellen Anlagedaten;
digitale Manuals und Zugriff auf alle technischen Dokumentationen
drahtlose Kommunikation per E-Mail, Stimme oder auch Videokonferenz mit
anderen mobilen TechnikerInnen
remote-Zugriff auf die stationären Digitalkameras
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub01.htm (gesehen 3.9.01)
Datum
vermutlich 1999
Produktion
51
ARC: Augmented Reality in Architectural Construction, Inspection, and Renovation
Anwendungsbereich Instruktion bei der Konstruktion/Architektur
Aufgabe
Das Zusammenbauen von „spaceframes“, bestehend aus gleichartigen
zylindrischen Streben und verbunden durch kugelförmige Gelenkestücke,
kann durch die große Verwechselbarkeit der Bauelemente dazu führen, dass
Teile unbemerkt vertauscht werden und so die Statik der Konstruktion
unbemerkt geschwächt wird. Eine AR-Unterstützung soll das verhindern und
gleichzeitig die BenutzerIn schrittweise zu einem schnellen und guten
Ergebnis führen.
Anforderungen
Anwender/Partner
Columbia Universität: Kooperation zwischen Graphics and User Interfaces
Lab in the Computer Science Department und Building Technologies Group
in the Graduate School of Architecture
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Hardware
See-Through, Head-Worn Stereoscopic Color 3D-Display mit optischem
Radar-Tracker zur Ermittlung der Kopfposition
Kopfhörer; Barcode-Lesegerät zur Benutzung mit der Hand
Als Rechner kann ein beliebiger Wearable eingesetzt werden.
Peripherie
Software
Die selbst entwickelte Plattform COTERIE wurde eingesetzt, die ein verteiltes
System ist und sich für verschiedene Betriebssystemplattformen eignet.
Charakteristika
Es wurde ein virtuelles 3D-Modell des Spaceframes implementiert, eine
geordnete Liste des Vorgehens beim Zusammenbau der Struktur erzeugt und
einige digitale Audio-Dateien mit gesprochenen Instruktionen zu jedem
Vorgehensschritt angefertigt. Die BenutzerIn wird während der gesamten
Zusammenbauphase vom System Schritt für Schritt unterstützt und angeleitet,
indem das System ihr die oben genannten vorbereiteten multimedialen
Fragmente zum richtigen Zeitpunkt präsentiert.
Die BenutzerIn muss nur wenige Eingaben tätigen, sie benutzt nur den
Barcode-Scanner, um die eindeutig markierten Bauelemente für das System zu
identifizieren. Erklärungen zu bestimmten Elementen erhält sie per
akustischer Ausgabe (gesprochener Text).
Vorteile
Durch die eindeutige Objektidentifikation können Bauteile nicht mehr
verwechselt werden. Die KonstrukteurIn muss ihre Aufgabe nicht
unterbrechen, um sich zusätzliche Informationen zu holen.
Anwendungsfälle
multimediale kontextabhängige Instruktion bzw. BenutzerInnenführung
positionsabhängige visuelle Überlagerung der realen Welt mit virtuellen 3DInformationen
kontextabhängige Informationspräsentation
Referenzen
Quelle
http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/arc/arc.html, gesehen 16.10.01
[Feiner93], [Web96]
Datum
Ca.1994/5
Instandhaltung: Inspektion, Wartung, Instandsetzung
Die Instandhaltung von Produktionsanlagen leistet einen wichtigen Beitrag bei der Herstellung,
gewährleistet sie doch den weitestgehend störungsfreien Ablauf der Produktion. Darüber hinaus gibt
es aber auch Instandhaltungsaufgaben an Gebrauchsgeräten oder in und an Gebäuden. Instandhaltung
besteht aus den Maßnahmen Inspektion, Wartung und Instandsetzung und dem übergeordneten Prozess der Organisation und Planung dieser Maßnahmen, wobei die Erfassung und die Auswertung der
Befunde, Schäden und Störungen eine besondere Rolle spielt. Informationstechnisch unterstützt
wurde vormals nur der übergeordnete Prozess, da die Durchführung der Inspektion als hochgradig
mobile Tätigkeit den Einsatz herkömmlicher IT aufgrund der Handhabung der Hardware (z.B. eines
Notebooks) nicht zuließ.
Mit der Entwicklung von Wearable Computern, Mikrodisplays und drahtlosen Netzen steht nun ein
Equipment zur Verfügung, das den Einsatz von Informationstechnologie für die Unterstützung mobiler Tätigkeiten unter z.T. extremen Umweltbedingungen ermöglicht. Bereits seit den Anfängen des
Wearable Computing wird daran gearbeitet, diese Technologie für die Instandhaltung einzusetzen, da
hier beispielsweise der Zugriff auf Informationen (Handbücher, Schaltpläne, Reparaturanleitungen
etc.), eine multimediale ExpertInnenkonsultation, eine papierlose Schadensberichtserfassung oder die
systematische Steuerung des Workflows per interaktiver Checkliste sowohl eine Qualitätssteigerung
als auch eine Kostenreduzierung erwarten lässt. So verwundert es nicht, dass in der Instandhaltung
bzw. zu den drei genannten Maßnahmen der Instandhaltung bereits eine große Anzahl von Anwendungsfeldern identifiziert und bearbeitet wurde, z.B. die:
•
Wartung von Gebrauchsgeräten (z.B. Drucker) oder der Gebäudetechnik (Vernetzung)
•
Visualisierung verborgener architektonischer Strukturen in Gebäuden zur Wartung
•
Inspektion von Fahrzeugen, von Flugzeugen, von Industriekränen oder Postsortieranlagen
•
Inspektion und Wartung von Wohnhäusern
•
Inspektion in Produktion und Montage, z.B. beim (verteilten) Bau von Schiffen
Die bekannteste Realisierung einer mobilen Lösung für die Instandhaltung ist der VuMan, ein seit
Anfang der 90er Jahre an der Carnegie Mellon University in mehreren Generation und unter intensiver Beteiligung der intendierten BenutzerInnen entwickelter, auf die Durchführung von Inspektionen
hin spezialisierter Wearable Computer. Die Spezialisierung besteht in der Anpassung der Hardware
und Software an die Aufgabe: Auswahl aus einer Checkliste mit geringstmöglichem Interaktionsaufwand für die TechnikerIn.
Die Instandhaltung ist ein gutes Beispiel für die Potenziale des Wearable Computing, da Instandhaltung eine weitgehend mobile Tätigkeit mit einer relativ hohen Informationsdurchdringung ist. Eine
Instandhaltung wird mit Daten geplant, anhand der Pläne durchgeführt, protokolliert und anschließend dokumentiert, doch die primäre Aufgabe des Instandhaltungspersonals ist die manuelle Arbeit
am Objekt. Hinzu kommt, dass die Umgebungsbedingungen häufig so beschaffen sind, dass weder
Papier und Stift noch traditionelle Informationstechnologie (wie Notebooks) eingesetzt werden können und die BenutzerIn darüber hinaus ihre Hände frei haben und ihre Aufmerksamkeit der realen
Welt widmen muss.
KARMA: Knowledge-based Augmented Reality for Maintenance Assistance
Anwendungsbereich Wartung und Instandhaltung
Aufgabe
Eine BenutzerIn soll bei einfachen Wartungsarbeiten an einem Laserdrucker
(Wechsel der Toner-Kartusche, Papier nachlegen etc.) unterstützt werden.
52
Instandhaltung
53
Anforderungen
Die BenutzerIn muss nur geringes Vorwissen haben und wird schrittweise
durch den Prozess geleitet.
Anwender/Partner
Columbia Universität, Department of Computer Science
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Hardware
Eingesetzt wird ein am Kopf getragenes See-Through, 3D-Display, das um
einen Head-Tracker erweitert ist: Private Eye von Reflection Technology mit
einer Auflösung von 720x280 Pixel, monochrom, kombiniert mit einem
Spiegel, so dass der Blick der BenutzerIn auf das zu wartende Gerät frei
bleibt.
Mehrere 3D-Trackingsysteme:
- 3 Logitech 3D Ultraschallsensoren
- 4 magnetische Positionssensoren von Ascension Technology
Verteiltes Rechnersystem mit UNIX-Maschinen, Graphik-Maschinen und
PCs.
Peripherie
Die für die Positions- und Orientierungs-Tracker erforderlichen Counterparts.
Software
Eingesetzt wurde eine modifizierte Version von IBIS, einer wissensbasierten
Komponente zur grafischen Informationspräsentation, die im Hause
entwickelt worden war.
Charakteristika
Die Bewegung, insbesondere die Kopfbewegung der BenutzerIn, wird relativ
zum zu wartenden Gerät aufgenommen. Das System überlagert die Sicht auf
das Objekt der realen Welt mit virtuellen grafischen und/oder textuellen
Informationen. Die wissensbasierte grafische Komponente ermittelt mit
Methoden der Künstlichen Intelligenz den aktuellen Kontext, um der
BenutzerIn die aktuell benötigte Informationen zu präsentieren. Die
BenutzerIn wird schrittweise durch den Wartungsprozess geleitet.
Gelöst werden müssen dafür u.a. folgende Probleme:
- Registrierung: punktgenaue Überlagerung der Sicht auf das reale Objekt mit
den virtuellen grafischen Einblendungen,
- Sensorsynchronisation: die Messwerte mehrerer Sensoren müssen so
synchronisiert werden, dass sie ein gemeinsames konsistentes
Bewegungsmodell erzeugen,
- Distributed processing mit multiplen Prozessen und Prozessoren.
Vorteile
Der BenutzerIn werden nur die benötigten grafischen bzw. textuellen
Informationen kontextabhängig und als „Projektion“ bzw. visuelle
Überlagerung des realen Geräts präsentiert.
Anwendungsfälle
Instruktion/BenutzerInnenführung
positionsabhängige visuelle Überlagerung der realen Welt mit virtuellen 3DInformationen
kontextabhängige Informationspräsentation
Referenzen
Quelle
http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/karma/karma.html
[Feiner93]
Datum
ca. 1990-93
54
Kapitel III: Anwendungen
Architectural Anatomy
Anwendungsbereich Inspektion und Renovierung in der Architektur / Training
Aufgabe
Die unsichtbaren Strukturen von Wänden und Versorgungsleitungen in einem
bestehenden Gebäude sollen sichtbar gemacht werden, so dass die BenutzerIn
die entsprechenden Strukturen sieht, wenn sie sich im betreffenden Raum
aufhält.
Anforderungen
Es muss ein virtuelles Modell des Gebäudes existieren, das der BenutzerIn
ortsabhängig angezeigt wird.
Anwender/Partner
Columbia Universität: Kooperation zwischen Graphics and User Interfaces
Lab in the Computer Science Department und der Building Technologies
Group in the Graduate School of Architecture
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Hardware
See-through, Head-Mounted 3D-Display mit einer Auflösung von 720x280
Pixel
verschiedene 3D-Trackingsensoren (Position und Orientierung) für den Kopf
der BenutzerIn, ihren Körper, ihre Hand und für (ausgewählte) 3D Objekte
(Ultralschall, elektromagnetisch) in der realen Welt.
Peripherie
Die für die Tracker erforderlichen Counterparts.
Software
Die Kombination von 2D X11 Windows mit 3D-Grafik wurde zu diesem
Zweck entwickelt.
Charakteristika
Die BenutzerIn und die Umgebung (bzw. ein Objekt der Umgebung) werden
mit Positionssensoren ausgestattet.
In das Sichtfeld der BenutzerIn wird die grafische Repräsentation von Teilen
der baulichen Struktur eines Gebäudes so eingeblendet, dass das virtuelle Bild
das reale überlagert. Das zugrundeliegende Modell basiert auf den
Konstruktionszeichnungen des Gebäudes.
Die Überlagerung wird mit einer „Fenstertechnik“ gelöst, wobei es 3
verschiedene Sorten von „Fenstern“ gibt, abhängig von ihrer Verbindung:
- fest bzgl. eines (bewegbaren) Objekts der Welt (world-stabilized)
- fest bzgl. des HMDs (screen-stabilized)
- fest bzgl. der lokalen Position der TrägerIn.
Vorteile
Anwendungsfälle
positionsabhängige visuelle Überlagerung der realen Welt mit virtuellen 3DInformationen
kontextabhängige Informationspräsentation
Referenzen
Quelle
http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/archAnatomy/architecturalAnat
omy.html gesehen am 16.10.01
[Web96], [Feiner93]
Datum
Ca.1994/5
Instandhaltung
55
VuMan 3
Anwendungsbereich Inspektion und Reparatur / Amphibienfahrzeugen
Aufgabe
Die regelmäßige Wartung der Amphibienfahrzeuge der U.S. Marines erfolgt
in einem entsprechenden Depot. Inspiziert werden über 600 einzelne
Komponenten. Bei der herkömmlichen Inspektion werden die Ergebnisse auf
Papier festgehalten und von einer anderen Person später abgeschrieben und in
einen Wartungscomputer übertragen. Wenn es etwas zu reparieren gibt,
werden die entsprechenden Ersatzteile bestellt bzw. aus dem Lager geholt
(und aus der Inventarisierung genommen). Das Fahrzeug wird zur Reparatur
eingeteilt und die defekten Teile werden ausgetauscht.
Anforderungen
Die Hände müssen die meiste Zeit frei sein für die Ausführung von Ausgaben,
die nicht die Benutzung des Computers betreffen. Bei entsprechenden
Umweltbedingungen werden auch Handschuhe benutzt. Eine durchgängige
Handfreiheit ist nicht erforderlich. Allerdings muss die Aufmerksamkeit der
BenutzerIn bei ihrer eigentlichen Aufgabe bleiben können, auch wenn sie das
Input-Device benutzt.
Die BenutzerIn muss sich bei der Inspektion frei bewegen können, da gerade
diese Phase erhöhte Mobilität erfordert.
Das Wearable System soll vorrangig die Inspektionsphase unterstützen und
genauso einfach zu benutzen sein wie die üblichen Clippboards.
Anwender/Partner
Carnegie Mellon University für die U.S. Marine in Camp Pendleton
Lösung
Status
Prototyp, eingesetzt in einem Feldtest
Produkt
Hardware
Die Hardware wurde in mehreren Gerätegenerationen entwickelt (1991-94).
Der Zyklus zeichnet sich durch einen intensiven Hardware-Designprozess und
eine umfassende Evaluation aus.
Die Generation, die im vorliegenden Beispiel eingesetzt wurde, besteht aus
einer Prozessoreinheit, die in ein ergonomisch gestaltetes Input-Device (Dial)
integriert wurde und am Gürtel zu tragen ist. Die Ausgabe erfolgt über ein
Standard HMD (Private Eye, CGA-Auflösung).
Peripherie
Stand-alone-Lösung
Software
Die in Papierform vorliegende Checkliste wurde implementiert
Charakteristika
Der Einsatz von VuMan3 ist als „persönlicher Assistent“ konzipiert. Das
Hardware-Design ist in einem intensiven kooperativen Prozess mit den
BenutzerInnen erfolgt und dadurch gut angepasst. Eine „Wählscheibe“ mit
zwei Buttons wurde als das für die Aufgabe optimale Eingabegerät
identifiziert.
Das Drehen der Wählscheibe ist in beide Richtungen möglich und steuert das
aktive Element. Jede Auswahl erfolgt durch das Anwählen per Wählscheibe
und dem „Klicken“ mit einer Taste (in der Wählscheibe. Jede Auswahl kann
zu einem neuen Bild mit weiteren Auswahlmöglichkeiten führen, so dass man
verschieden tiefe Menüs abbilden kann.
Die Inspektionsaufgabe wurde in geeignete Teilaufgaben zerlegt, und es
wurde für jedes Untermenü festgelegt, wo der Cursor beim Eintritt in das Bild
stehen muss (Reduzierung des Interaktionsaufwands durch Integration von
Expertenwissen).
56
Vorteile
Kapitel III: Anwendungen
Die Partizipation der BenutzerInnen am Design-Prozess und der Umstand,
dass die DesignerInnen es schafften, dass die BenutzerInnen das endgültige
Design als IHRES betrachteten, ließen eine hohe Akzeptanz erwarten. Die
Probanden im Feldversuch waren deshalb wohl auch sehr zufrieden mit dem
entwickelten Prototyp und seiner Funktion.
Darüber hinaus konnte eine Zeiteinsparung von 40% erreicht werden,
allerdings keine Zeitersparnis bei der Dateneingabe, da eine Inkompatibilität
mit dem Reparaturkontrollsystem der Marine vorlag.
Anwendungsfälle
Integration von Expertenwissen bei der Modellierung des Domänen-Wissens
Ergonomisches Hard- und Softwaredesign
Entwicklung von geeigneten Interaktionsmetaphern für mobile, „freihändige“
Tätigkeiten
Datenaufnahme und Ausfüllen von Formularen
Workflow-Managment: Abarbeiten von Checklisten
Referenzen
Quelle
[Bas97], [Smail99]
Datum
1993-95
Instandhaltung
57
WinSpect - Computer im Blaumann
Anwendungsbereich Inspektion in der Produktion
Aufgabe
Instandhaltung und Wartung von Kränen in einem Stahlwerk. Der technische
Zustand der Einzelteile großer Industriekräne soll dokumentiert werden, um
Ausfälle in der Produktion zu vermeiden.
Anforderungen
Stillstandzeiten von Kränen in einem Stahlwerk sind sehr kostenintensiv, so
dass regelmäßige präventive Wartungen durchgeführt werden. Für diese
Inspektionen müssen die TechnikerInnen bisher auf die Kräne klettern, anhand
einer Checkliste alle Elemente prüfen und den Inspektionsbericht schreiben,
wenn sie wieder am Boden angekommen sind. Das ist ein fehlerträchtiges
Vorgehen, dessen Qualität durch den Einsatz eines Wearable ComputingSystems deutlich verbessert werden kann. Das einzusetzende System darf die
InspekteurIn bei ihrer primären Aufgabe nicht behindern. Es muss mit
normaler Arbeitskleidung getragen und bedient werden können und den
extremen Umweltbedingungen in einem Stahlwerk (Hitze, Lautstärke etc.)
standhalten.
Anwender/Partner
Stahlwerke Bremen in Kooperation mit TZI, Universität Bremen
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Hardware
Xybernaut MA IV mit Head-Up-Display, Kopfhörer, Mikrofon und Webcam
Peripherie
um Sensorik und Eingabetechnologie ergänzter Arbeitshandschuh
Software
Windows 98; MySQL Datenbank; Netmeeting; in Java entwickeltes Ein/Ausgabe-Interface
Charakteristika
Das Wearable-Computing-System wird in erster Linie dafür eingesetzt, der
InspekteurIn die aktuelle Checkliste für eine Inspektion zu präsentieren, die
Inspektionsergebnisse aufzunehmen und umgehend in eine zentrale
Datenbank einzutragen. Darüber hinaus bietet es die Möglichkeit, die Dokumentation zu den Bauteilen anzuzeigen sowie eine Videokonferenz z.B. mit
einer ExpertIn an einem entfernten Ort zu führen.
Die Bedienung des Systems wird mit einem handelsüblichen
Arbeitshandschuh durchgeführt. Dafür wurde dieser um spezielle Sensorik
und Eingabetechnologie ergänzten, indem Schalter und Lagesensoren so
integriert wurden, dass sie die eigentliche Arbeit nicht behindern und dennoch
die vollständige Steuerung des IT-Systems ermöglichen.
Vorteile
Im Vergleich zur Inspektion mit Notizblock und Bleistift bietet Winspect
Zeitvorteile: Die Dateneingabe ist schneller, die abzuarbeitende Checkliste
kann während der Inspektion von anderer Seite online aktualisiert werden, die
Inspektionsergebnisse stehen sofort im gesamten IT-System zur Verfügung,
und die InspekteurIn wird durch den Einsatz der digitalen Manuals und den
Zugriff auf Zeichnungen etc. in ihrer primären Aufgabe unterstützt.
Anwendungsfälle
Workflow-Management
Kontextabhängige Informationspräsentation
Dokumentation (Protokollierung, Berichtswesen)
Kommunikation z.B. mobile Videokonferenz
„freihändige“ Interaktion (bei der Eingabe von Daten und der Steuerung des
Systems)
58
Kapitel III: Anwendungen
Referenzen
Quelle
http://www.tzi.de/wearable/DOCS/winspect.html
Datum
1999-2002
Online-Wartung mit Simon
Anwendungsbereich Inspektion und Wartung
Aufgabe
Durchführung der Diagnose und Wartung z.B. von Postsortieranlagen.
„Anlagen-Techniker oder -Monteure wären froh, wenn sie unübersichtliche
Pläne oder komplizierte Reparaturanweisungen gegen etwas Handlicheres
austauschen könnten“.
Anforderungen
Anwender
Siemens AG
Lösung
Status
Anwendungsstudie
Produkt
Simon (System Integrated Maintenance Online)
Hardware
Xybernaut Wearable Computer mit Headset, in das ein monukulares
Microdisplay, Kopfhörer und
Mikrofon integriert sind sowie ausgestattet mit einer Mini-Digitalkamera und
evtl. einer Funknetzkarte
Peripherie
Software
Standardbetriebssystem; Spracherkennung zur Sprachsteuerung; beliebige
anwendungsspezifische Software; geeignete Programme zur Bereitstellung
von Diagnoseanleitungen, Prüf- und Reparaturprozeduren, Bauteilinformation
etc.
Charakteristika
Das System wird per Sprache gesteuert, indem die TechnikerIn/MonteurIn
dem System gesprochene Befehle gibt (z.B. ob sie eine Diagnoseanleitung,
eine Prüf- und Reparaturprozedur oder eine Bauteilinformation benötigt). Die
Informationen – z.B. Fotos, Videos, Texte – werden in dem vor einem Auge
positionierten Mikrodisplay angezeigt.
Die im Headset integrierte Kamera ermöglicht die Erfassung von
Maschinenzuständen. Bei Bedarf können die gewonnenen Bilder per Funk an
die Zentrale weitergeleitet werden, so dass eine ExpertIn „remote“
hinzugezogen werden kann.
Vorteile
Die TechnikerIn muss die umfangreiche und z.T. auch veraltete
Dokumentation nicht ständig in Papierform bei sich tragen, sondern hat sie
hochaktuell digital zur Verfügung.
Es müssen nicht jedes Mal ExpertInnen vor Ort sein, um kleinere Probleme zu
beheben.
Anwendungsfälle
Instruktion: Digitale Diagnoseanleitung und Prüf- oder Reparaturanleitung;
Digitale Manuals
Multimediale ExpertInnenkonsultation
Referenzen
Quelle
http://www.golem.de/0004/7459.html
Datum
Veröffentlicht 28.4.2000
Instandhaltung
59
Wearable PC Boosts Productivity of Home Inspector
Anwendungsbereich Inspektion und Wartung /Wohnhäuser
Aufgabe
Bei der Inspektion von Wohnhäusern muss die InspekteurIn viele
unzugängliche Orte aufsuchen, und sie muss ihre Arbeit dokumentieren. Dies
vor Ort zu tun, reduziert den Arbeitsaufwand.
Anforderungen
kleines und mobiles Endgerät, handlich, mit Display, welches auch bei
direkter Sonneneinstrahlung gut lesbar ist
Produzent
Anwender/Partner
Lösung
Status
Anwendungsstudie, evtl. kommerzieller Einsatz
Produkt
Hardware
ViA II Wearble PC mit Handheld Display
Peripherie
Software
WinSpect Software
Charakteristika
Das System, auf dem die speziell angepasste Software WinSpect läuft, wird
verwendet, um vor Ort Notizen von den zu inspizierenden Häusern zu machen
und davon elektronische Dokumente zu erstellen.
Vorteile
Reduzierung der Papierarbeit
Anwendungsfälle
Prozessbegleitende (weitgehend automatische) Dokumentation
(Protokollierung, Berichtswesen)
Workflow-Management (Abarbeiten von Checklisten)
Referenzen
Quelle
Datum
http://www.flexipc.com/product/Images/inspect.pdf (gesehen: 15.07.2001)
60
Kapitel III: Anwendungen
Shipbuilder Trims Inspection and Troubleshooting Time by 70%
Anwendungsbereich Inspektion/Qualitätssicherung in der (verteilten) Produktion
Aufgabe
Schiffe werden in verschiedenen Komponenten hergestellt und diese dann
zusammengefügt. Das bedeutet, dass jede Komponente Richtlinien entsprechen muss, so dass am Ende alle Teile nahtlos zusammenpassen.
Inspektionen überwachen jeden Schritt der Produktion. Um wettbewerbsfähig
zu bleiben, wird versucht die Inspektionen technisch zu unterstützen, um
mehr Zeit für die Produktion aufwenden zu können. Der Inspekteur soll
sofortigen Zugang zu den benötigten Informationen bekommen, ohne
aufwendige Recherchen.
Anforderungen
Robust; minimale Größe und Gewicht
Mobilität durch drahtlose Netzwerkanbindung; USB- und serielle Schnittstelle
Einfach in der Bedienung
Entwickler
Bath Iron Works und ViA
Anwender/Partner
Lösung
Status
Feldstudie, evtl. kommerzieller Einsatz
Produkt
Hardware
ViA II PC mit am Kopf zu tragendem Display und einer drahtlosen
Netzanbindung
Peripherie
digitale Kameras mit hoher Auflösung
Software
Charakteristika
Die InspekteurIn benutzen die im Wearable integrierte Digitalkamera, um
digitale Aufnahmen von Fehlern und Schäden am Schiff zu machen und sie
direkt an eine Intranet-Web-Seite zu schicken. Eine KonstrukteurIn
begutachtet die Bilder und gibt Anweisungen, wie das Problem zu beheben ist.
Die InspekteurInnen können mit dem System auch vor Ort in einem
entsprechenden Informationssystem nach Informationen suchen, oder
Spezifikationen und technische Zeichnungen abrufen.
Vorteile
Die durchschnittliche Zeit, die zum Zugriff auf Informationen benötigt wird,
reduziert sich erheblich von 2-3 Stunden auf 21 Minuten.
70%ige Verminderung der Zeit, die für Inspektionen aufgewendet wurde
Verbesserung der Kommunikation während des Herstellungsprozesses
Anwendungsfälle
multimediale Kommunikation
multimediale Dokumentation (Protokollierung, Schadensberichtserfassung)
mobiles digitales Manual, inkl. technischer Zeichnungen
Referenzen
Quelle
Datum
http://www.flexipc.com/product/Images/Industrial.pdf (gesehen: 15.07.2001)
Instandhaltung
61
Netman
Anwendungsbereich Wartung / Gebäudetechnik
Aufgabe
Wartung elektrischer Netzwerke und Computer auf einem Campus. Die
typischen Arbeiten bestehen in der Fehlererkennung, der Reparatur und dem
Ersatz fehlerhafter Teile und der Installation neuer Netzwerkkomponenten
sowie der regelmäßigen Wartung.
Anforderungen
Das System soll die Zusammenarbeit zwischen FeldtechnikerInnen und den
ExpertInnen im Büro verbessern.
Anwender/Partner
Universität Oregon: Computer Science Department und Computing Center
Lösung
Status
Forschungsprototyp bestehend aus einem System von Computern und von
Software
Produkt
Hardware
Wearable Computer versehen mit einer drahtlosen Netzverbindung, einer
Videokamera, einem Twiddler (zur einhändigen Eingabe), einem Trackball
am Gürtel sowie einem monokularen HMD mit Kopfhörer und einem
Mikrofon (der neuere Prototyp verwendet eine Wearable Computer der Firma
ViA). Als Sensoren werden ein Infrarotempfänger zur Lokalisierung des
Computers selbst und ein iButton-Scanner zur Objektidentifikation verwendet.
Stationäre vernetzte Workstation ergänzt um ein Headset mit Kopfhörer und
Mikrofon.
Peripherie
Infrarot-Sender in allen Räumen, in denen gearbeitet wird. Markierung
relevanter Objekte mit einem iButton der Firma Dallas Semiconductor.
Software
Anwendungssoftware auf beiden Computern, zentraler Datenbankserver,
Web-Browser
Charakteristika
Die FeldtechnikerInnen tragen das Wearable-System und können jederzeit
online per Web-Browser auf die Handbücher sowie auf die Dokumentation
der früheren Reparaturarbeiten zugreifen. Die richtigen Objektinformationen
werden aus der zentralen Datenbank anhand der ID des Geräts mit dem
Scanner ermittelt (zZ. nur Ort und Typ, später sollen die Informationen direkt
im iButton abgelegt werden). Die aktuellen Arbeiten können vor Ort
dokumentiert werden. Außerdem können spezielle Daten erfasst und sofort
zentral gespeichert werden.
Bei auftretenden Problemen können die TechnikerInnen vor Ort mit den
ExpertInnen im Backoffice per E-Mail, per Stimme oder auch über shared
Video kommunizieren. Die Kommunikation wird erleichtert, weil die Position
der mobilen ArbeiterIn per Infrarot automatisch ermittelt wurde. Shared
Video sehen die TechnikerIn vor Ort und die ExpertIn im Bachoffice das
gleiche Videobild. Die ExpertIn kann darüber hinaus einen Mauszeiger remote
auf dem Display der FeldtechnikerIn bewegen.
Vorteile
Die sofortigen und direkten Kommunikationsmöglichkeiten zwischen
FeldarbeiterIn und externer ExpertIn per Ton UND Bild erleichtern die
Zusammenarbeit und verkürzt damit auch den Zeitaufwand für die
Kommunikation. Dazu trägt auch die gemeinsame Verwendung von Bildern
und Videos bei. Die sofortige online-Dokumentation ermöglicht die genauere
und ausführlichere Erfassung von später gut verwendbaren Zusatzinformationen. Der direkte online-Zugriff auf die Historie des Bauteils bzw.
auf die früheren Dokumentationen wiederum kann Nachfragen überflüssig
machen.
62
Anwendungsfälle
Kapitel III: Anwendungen
Kooperationsunterstützung durch gemeinsamen Zugriff auf multimediales
Informationssystem (Handbücher, Dokumentation früherer Reparaturen,
shared video und remote-Mauszeiger der inhouse-PartnerIn)
Orts- und kontextabhängige Informationsauswahl und -präsentation
Online-Dokumentation (Protokollierung und Berichtswesen)
Zentrale Speicherung von Informationen
Kontextsensitiver Dokumenten-Browser
Interaktive Karte
Referenzen
Quelle
http://www.hitl.washington.edu/people/grof/VRAIS98/Kortuem.html gesehen
20.10.01
[Kor99], [Bau98]
Datum
Ca. 1998
Medizin
In der Medizin wird Computertechnologie bereits intensiv genutzt, sowohl in der Verwaltung und bei
der Abrechnung als auch in der Diagnose und bei der Behandlung. Die eingesetzten Systeme sind in
der Regel stand-alone-Lösungen, die auf die jeweilige Aufgabe hin optimiert sind. Da die Medizin in
weiten Teilen ein hochgradig sicherheits- und datenschutzkritischer Bereich ist, ist diese Sicherheitsmaßnahme verständlich. Es gibt jedoch Bestrebungen, zumindest die Krankenakten jeder PatientIn zu
einer Akte zusammenzuführen, um so zu einer vollständigen „digitalen Krankenakte“ zu kommen, die
jeder behandelnden ÄrztIn und jedem anderen medizinischen Personal zur Verfügung steht. Die
digitale Krankenakte muss an einem zentralen Ort abgelegt sein, auf den alle Beteiligten leichten und
schnellen kontrollierten Zugriff haben. Dieser Zugriff erfolgt in einer medizinischen Einrichtung, z.B.
einem Krankenhaus, oder einer Arztpraxis per Computerterminal und über das in diesen stationären
Einrichtungen vorhandene Datennetz. Bei der Nutzung drahtloser Netze und entsprechender Endgeräte kann diese Krankenakte jederzeit und überall eingesehen und geführt werden, wobei man dann
von einer „mobilen Krankenakte“ spricht.
Der schnelle, ortsunabhängige Zugriff auf aktuelle Patienteninformationen ist besonders in der Notfallmedizin wichtig. Darüber hinaus kann genau in diesem Fall eine schnelle und umfassende Kommunikation zwischen Rettungsteam und Krankenhaus lebenserhaltend wirken, insbesondere wenn die
vor Ort erhobenen Daten sofort protokolliert und vor dem Eintreffen der PatientIn an das angefahrene
Krankenhaus übermittelt werden. Da bei einem Notfall die medizinische Versorgung die primäre
Aufgabe der ÄrztInnen und Sanitäter vor Ort ist, ist die Medizin für Wearable Computing ein
Anwendungsbereich. Eine erste prototypische Umsetzung ist unten nachzulesen.
Neben der Notfallmedizin gibt es noch einen weiteren mobilen Arbeitsbereich: die häusliche Pflege.
Eine Studie der Wearable Computing Research Group der University of Oregon hat verschiedene
Szenarien herausgearbeitet, wo und wie Wearable Computing in der häuslichen Pflege eingesetzt
werden kann. Einerseits sollte das Pflegepersonal beispielsweise anhand der Krankenakte und der
aktuellen Behandlungshinweise der behandelnden ÄrztIn mit aktuellen patientenbezogenen Informationen versorgt werden. Sie soll die erforderliche Dokumentation direkt vor Ort durchführen, u.U. mit
der behandelnden ÄrztIn oder mit anderen PatientInnen kommunizieren können, ohne eine Vielzahl
von Geräten oder Papieren mit sich tragen zu müssen.
Zum anderen kann eine PatientIn, deren Vitalwerte in regelmäßigen Abständen gemessen werden
müssen, mit einem Wearable Computing-System ausgestattet werden, das die erforderlichen Messungen vornimmt, auswertet und der PatientIn medizinische Instruktionen gibt bzw. die Informationen an
das Krankenhaus übermittelt. Bei RisikopatientInnen kann auch ein manueller oder automatischer
Alarm ausgelöst werden. Das eingesetzte mobile, tragbare Computersystem muss über eine gewisse
Intelligenz verfügen, um diese Funktion zu erfüllen.
Wearable Computing kann aber auch die Funktion einer Prothese erfüllen, indem die technische
Wahrnehmung, die von den verschiedensten anschließbaren Sensoren geliefert wird, in eine von der
BenutzerIn wahrnehmbare transformiert wird. Steve Mann, einer der ersten permanenten Träger eines
Wearable Computers, hat bereits in den 80er Jahren eine Weste für sehbehinderte Menschen vorgeschlagen, die mit Radar Gegenstände in der Umgebung registriert und deren Position der TrägerIn in
Form von Vibrationen zugänglich macht. Wahrnehmungsunterstützung ist nicht nur für behinderte
Menschen nützlich, auch TechnikerInnen könnten etwas Entsprechendes z.B. bei der Wartung
gebrauchen. Im Abschnitt „Krisenmanagement“ ist der Einsatz einer mobilen elektronischen „Nase“
dokumentiert, der ebenfalls unter diesen Begriff fällt. Wahrnehmungsunterstützung ist ein Anwendungsfall für Wearable Computing, der weitere Aufmerksamkeit verdient.
63
64
Kapitel III: Anwendungen
MediWear
Anwendungsbereich Medizin und häusliche Pflege
Aufgabe
Es gibt drei Aufgabenbereiche:
1. Pflegepersonal soll bei der häuslichen Pflege unterstützt werden.
2. PatientInnen soll ermöglicht werden, sich zu Hause zu kurieren und
dennoch unter intensiver medizinischer Kontrolle zu bleiben.
3. Unterstützung von Sanitätern
Anforderungen
Zu 1: Das System soll der PflegerIn/Krankenschwester die richtige
Behandlung und den aktuell gewünschten Zustand der PatientIn im Heilungsprozess darbieten. Es soll die Behandlung dokumentieren, ohne dass die
PflegerIn die Hände dafür benutzen muss. Sie sollte Zugriff auf die elektronische Patientendatei haben und mit Krankenhaus und PatientInnen
kommunizieren können, ohne ein weiteres Gerät zu benutzen.
Zu 2: In Abhängigkeit von der Krankheit der PatientIn sollen unterschiedliche
Vitalfunktionen mit unterschiedlicher Häufigkeit gemessen und überwacht
werden. Die Ergebnisse werden ans Krankenhaus übermittelt. Darüber hinaus
sollte das System aber auch über eine gewissen Intelligenz verfügen, die der
PatientIn automatisch medizinische Instruktionen erteilt. Bei
RisikopatientInnen kann ein manueller oder automatischer Alarm ausgelöst
werden.
Zu 3: Ähnlich 1.
Anwender/Partner
Wearable Computing Research Group
University of Oregon, Computer & Information Science Department
Lösung
Status
Forschungsstudie
Spezifikation
Hardware
Oregon Wearable Computer
Software
Charakteristika
Anwendungsfälle
mobile Krankenakte
Erfassung von Vitaldaten mit automatischer Diagnose; Alarmierung
Dokumentation (Protokollierung, Berichtswesen)
Vorteile
Referenzen
Quelle
http://www.cs.uoregon.edu/research/wearables/Projects/MediWear2/ gesehen:
22.08.2001
Datum
1995-97
Medizin
65
VibraVest
Anwendungsbereich Medizin / Prothetik
Aufgabe
Unterstützung von blinden Menschen
Anforderungen
Ergänzung der Wahrnehmung um das taktile Wahrnehmen von Objekten auf
eine gewisse Entfernung
Anwender/Partner
S. Mann, Universität Toronto (vormals MIT)
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Hardware
1980er WearComp, ergänzt um Radar-Sensoren
Peripherie
taktiles Display integriert in eine Weste
Software
GNU/Linux und entwickelte Programm zur Abfragen der Sensoren und zur
Steuerung des taktilen Displays
Charakteristika
Die Radar-Sensoren des WearComp registrieren die Gegenstände in der
Umgebung und ein entsprechendes Programm setzen sie in Vibrationen um.
Es sind verschiedene Konfigurationen möglich, so dass entweder Entfernung
oder Geschwindigkeit und Richtung der Dinge relativ zur TrägerIn taktil
wahrgenommen werden kann. Es sind keine zusätzlichen Bedienelemente
erforderlich. Das Gerät führt sozusagen eine "Sinnesumwandlung" durch: Ein
Reiz, den ein blinder Mensch nicht wahrnehmen kann, wird in einen
wahrnehmbaren umgewandelt. Wie die technische Wahrnehmung erfolgt, d.h.
welche Sensoren verwendet werden, spielt keine Rolle; es zählt nur die
Tatsache, dass die BenutzerIn die Gegenstände wahrnimmt. Die
entsprechende Wahrnehmung eines sehenden Menschen erfolgt auch nicht per
Radar, sondern über die Augen, doch das Ergebnis ist das gleiche:
Wahrnehmung von entfernten Objekten.
Vorteile
Nach einiger Zeit der Benutzung – Gewöhnungsphase – beginnt das Gerät, für
seine BenutzerIn wie eine wahre Erweiterung des Körpers zu funktionieren,
wie andere Werkzeuge und Prothesen es auch tun. Die TrägerIn bekommt so
die Fähigkeit, entfernte Objekte taktil wahrzunehmen.
Referenzen
Quelle
http://www.eyetap.org/wearcomp/isea97/index.html (gesehen: 13.11.01)
Datum
ca. 1980
66
Kapitel III: Anwendungen
The NOAH Vest
Anwendungsbereich Medizin,
Aufgabe
Zeitverluste bei der Informationsübermittlung sind vor allem bei zeitsensitiven
Notfällen, wie z.B. bei schwerstverletzten Unfallopfern, Herzinfarkten etc.,
nicht akzeptabel. Es werden erhebliche Defizite an der Schnittstelle
Rettungsdienst-Krankenhaus festgestellt, die auf dem Einsatz weitgehend
überholter und veralteter Kommunikationstechniken und -wege beruhen und
zu Informationsverlusten und -verfälschungen führen. Eine weitere
Schwachstelle ist die Dokumentation, die oft unvollständig und unpräzise ist.
Anforderungen
Anwender/Partner
Unfallchirurgie des Universitätsklinikums Regensburg
Lehrstuhl Wirtschaftsinformatik III der Universität Regensburg
KRATZER Automation AG, Unterschleißheim
Leitung: Rettungszentrum Regensburg e.V. NOAH
Lösung
Status
Forschungsstudie
Produkt
Notfall-Organisations- und ArbeitsHilfe - NOAH
Hardware
Xybernaut MA IV mit Modem und Wrist-Mounted-Touchscreen
Peripherie
Software
Charakteristika
Das Rettungszentrum Regensburg e.V. entwickelte ein
Kommunikationskonzept für das Rettungswesen, die Notfall-Organisationsund ArbeitsHilfe – NOAH. Der Lösungsansatz besteht aus einer verbesserten
Kommunikationsanbindung der NotärztIn an die Rettungsleitstelle und die
Notaufnahmen der Krankenhäuser. Mit NOAH können für das
Einsatzmanagement wichtige Daten und Informationen in Sekundenschnelle
erfasst und optimal weitergegeben werden. Die Qualität der Dokumentation
verbessert sich durch einfache Eingabe und sauberen Ausdruck.
Vorteile
Alle wichtigen Informationen stehen im Rettungsmittel, in der
Rettungsleitstelle und in den Notaufnahmen frühzeitig, übersichtlich und
strukturiert zur Verfügung. Mit den am Einsatzort erhobenen Daten kann die
Rettungsleitstelle während der Patientenversorgung einen Zielklinikvorschlag
erarbeiten und den Notfallpatienten in der Zielklinik voranmelden. Die
aufnehmende Klinik kann frühzeitig vorbereitende Maßnahmen zur
Weiterversorgung des Notfallpatienten treffen. So wird ein Zeit- und Informationsvorsprung erreicht, ein Vorsprung, der u.U. über Leben und Tod
entscheiden kann.
Anwendungsfälle
mobile Datenaufnahme sowie umfassende, nicht redundante elektronische
Dokumentation von Einsatzabläufen
Kommunikation mit der Rettungsleitstelle und anderen beteiligten Instanzen
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub08.htm (gesehen: 12.08.2001)
http://www.uni-regensburg.de/Fakultaeten/Medizin/Uch/noah/ (gesehen:
27.09.01)
Datum
ca. 1999-2001
Tourismus, Kultur
Die Tourismusbranche hat für sich schon längst das Internet als Vertriebsplattform entdeckt – und
auch viele Reisende nutzen dieses Medium, um sich über Reisemöglichkeiten zu informieren, um
Reisen zu buchen, um sich einen Eindruck vom Reiseziel zu machen oder sogar, um zu Hause am PC
verschiedene Aktivitäten für den Aufenthalt zu planen und vorzubereiten. Doch nicht jede Reise wird
so vorbereitet und die meisten UrlauberInnen entscheiden sich erst vor Ort und häufig ganz spontan
für das tägliche Programm. In dieser Situation möchte niemand allgemeine Reiseinformationen
haben, sondern spezielle ortsbezogene Angebote, die möglichst genau den eigenen Vorlieben und
Möglichkeiten entsprechen. Unter dem Stichwort location based services wird an Angeboten gearbeitet, die neben ortsbasierten Informationen insbesondere auch ortsbasierte Dienste wie Reservierungen, Kartenvorbestellungen usw. anbieten. Kommerziell umgesetzt werden derartige Services z.T.
bereits für den Zugriff per Handy und WAP, doch die Informationsdarstellung und die Interaktion mit
diesem Gerät ist sehr eingeschränkt, so dass hier noch Verbesserungen erforderlich und auch zu
erwarten sind. Die Vorlieben und Interessen von BesucherInnen einer WWW-Seite beispielsweise
werden heute bereits ermittelt.
Eine andere wünschenswerte Funktion, die für TouristInnen überaus wichtig ist und die ein mobiles,
tragbares Computersystem erfüllen kann, ist die Orientierungshilfe in einem unbekannten Gebiet.
Fahrzeuge werden heute standardmäßig, zumindest bei einigen Marken, mit einem Navigationssystem
ausgestattet, das die FahrerIn durch unbekannte Straßen und unter Berücksichtung der aktuellen Verkehrssituation schnell zu ihrem Ziel lotst. Ein solches System ist auch für FußgängerInnen nützlich
und zwar sowohl im Freien als auch in Gebäuden. Technisch ist zur Lösung dieser Problemstellung
die Integration verschiedener geografischer Positionsbestimmungssysteme in ein umfassenderes
Modell erforderlich sowie die Entwicklung einer dem jeweils eingesetzten Endgerät angemessenen
Informationspräsentation und eines möglichst intuitiven Interaktionskonzepts.
Über die reine Navigations- und Orientierungshilfe hinaus können Wearable Computer sehr gut als
„mobile Informationssysteme“ eingesetzt werden, die speziell auf die individuelle BenutzerIn hin
optimierte, orts- und kontextbezogene Informationen bereitstellen bzw. aktiv anbieten. TouristInnen
können multimediale Informationen als Text, Bild und Video und insbesondere in dreidimensionaler
grafischer Form dargeboten werden und sollen mit AR-Technologie direkt in ihr Sichtfeld eingeblendet werden. Als Anwendungssysteme sind Campus-Informationssysteme, virtueller Reise- bzw.
Museumsführer usw. intendiert. Die technologischen Herausforderungen sind groß, insbesondere die
AR-Registrierung, d.h. die punktgenaue visuelle Überlagerung der Blickrichtung der BenutzerIn mit
3D-Informationen in Echtzeit, stellt ein noch nicht gelöstes Problem dar, an dem intensiv gearbeitet
wird. Für den kommerziellen Einsatz muss evtl. noch weiterer Content bereitgestellt werden. Außerdem müssen die bereitgestellten Informationen thematisch und ortsbezogen so miteinander in Bezug
gebracht werden, dass sie für jede BenutzerIn entsprechend ihres Profils gefiltert dargeboten werden
können.
Darüber hinaus stehen noch zu anderen Aspekten Entwicklungen aus: Wearable Computing Systeme
werden u.a. dadurch charakterisiert, dass sie proaktiv und immer im Wahrnehmungsbereich der
BenutzerIn sind. Für den Bereich Tourismus bedeutet diese Eigenschaft, dass die BenutzerIn sich ihre
Informationen nicht immer „selbst beschaffen“ muss, sondern systemgesteuert angeboten bekommen
kann. Ein proaktives Computersystem im Tourismus muss die ortsbezogenen Angebote mit dem Profil der BenutzerIn abgleichen und weitere Kontexte, z.B. den aktuellen Aufenthaltsort, die Uhrzeit,
die bisherigen Aktivitäten usw. mit einbeziehen, um sinnvolle Empfehlungen geben zu können. Context-Awareness und Benutzermodellierung (user modeling) sind erforderlich, um diese Anforderungen zu erfüllen. Außerdem muss noch untersucht werden, wie Proaktivität und die daraus resultierende Interaktion zu gestalten ist.
Von einer anderen Perspektive aus gesehen kann ein Wearable Computer, der mit einer Videokamera
und anderen Aufzeichnungsmöglichkeiten ausgestattet ist, auch als „Reisetagebuch“ verwendet
werden und so der BenutzerIn zur Erinnerungsunterstützung dienen. Kommerziell verfügbar sind
bisher nur Wearable Online-Berichterstattungssysteme (z.B. von ART+COM), die allerdings von der
erforderlichen Hardwareausstattung her für TouristInnen bzw. für den persönlichen Gebrauch noch
ungeeignet sind.
67
68
Kapitel III: Anwendungen
In den folgenden Schemata werden Forschungsprojekte und Prototypen beschrieben, die sich mit der
Entwicklung von mobilen Informationssystemen befassen.
Touring Machine
Anwendungsbereich Tourismus
Aufgabe
Campus-Informationssystem
Anforderungen
Anwender/Partner
Columbia Universität: Department of Computer Science und Graduate School
of Architecture, Planning and Preservation
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
MARS (Mobile Augmented Reality Systems) ist ein Prototyp der Columbia
Universität, der aus einem Hard-/Softwaresystem besteht.
Hardware
Computer im Rucksack (im Prinzip kann ein beliebiger Computer eingesetzt
werden).
Am Kopf zu tragendes binokulares see-through 3D-Display, das mit einem
Tracker zur Ermittlung der Orientierung des Kopfes der BenutzerIn
ausgestattet ist.
DGPS, um die Position der BenutzerIn zu lokalisieren.
Ein Handheld 2D-Display mit Stift zu bedienen, das drahtlos mit dem
Rucksackcomputer verbunden ist und als Input-Device dient. Der Handheld ist
auf der Rückseite mit einem Trackpad ausgestattet.
Eine Kamera in Höhe des rechten Auges zeichnet auf, was die BenutzerIn
sieht.
Peripherie
Software
Die selbst entwickelte Plattform COTERIE wurde eingesetzt, die ein verteiltes
System ist und sich für verschiedene Betriebssystemplattformen eignet.
Ein selbstentwickelter http-Server wird eingesetzt.
Tourismus
Charakteristika
69
Das Campus-Informationssystem unterstützt die BenutzerIn dabei, Orte,
Plätze und Gebäude auf dem Gelände zu finden. Es erlaubt ihr, Informationen
über sie interessierende Dinge abzufragen, z.B. zu Gebäuden, Statuen etc.
Abhängig von der Position und Orientierung der BenutzerIn wird ihr Blick auf
die reale Welt mit entsprechenden textuellen Informationen überlagert. Die
Eingabe der Anfragen erfolgt über das Auswählen von Hyperlinks (angezeigt
im HMD als Flagge) mit dem Kopf (fixieren einer Flagge, sie wechselt dann
ihre Darstellung, so dass die BenutzerIn sieht, zu welchem Thema sie etwas
auf dem Handheld sehen wird). Für die Menüauswahl aus der HMD-Anzeige
wird das Trackpad am Handheld mit einer Gestensprache benutzt.
Das Display in der Hand zeigt ein anderes Bild als das HMD. Es zeigt z.B. die
Homepage der Fakultät, vor der die BenutzerIn gerade steht. Es wird für
Darstellungen benutzt, die eine gute Auflösung erfordern. Es gibt immer eine
Korrespondenz zwischen der Anzeige im HMD und der auf dem Handheld.
Das System kann auch als Orientierungshilfe verwendet werden, indem die
BenutzerIn auf dem Handheld ein Gebäude wählt, das sie erreichen will. Ein
im HMD eingeblendeter Kompass gibt ihr dann die Richtung an, in die sie
gehen muss.
Vorteile
Die BenutzerIn erhält am richtigen Ort die richtige ausführliche Information,
wenn sie die angebotenen und visuell angezeigten Informationensquellen
aktiviert. Die beiden Displays zeigen jeweils die Information, für die sie
besonders geeignet sind, das Handheld-Gerät z.B. die hochauflösenden Bilder,
das HMD nur Markierungen, die die Sicht auf das reale Objekt überlagern und
anzeigen, dass es weiterführende Informationen gibt.
Anwendungsfälle
ortsabhängige Informationspräsentation, multimedial
Navigationsunterstützung
Referenzen
Quelle
http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/mars/touring.html (gesehen
18.10.01)
[Feiner97]
Datum
1993-96
70
Kapitel III: Anwendungen
Mobile Journalist's Workstation
Anwendungsbereich Tourismus
Aufgabe
Campus-Informationssystem mit zusätzlichen ortsabhängigen multimedial
präsentierten Informationen (historische und architekturbedingte)
Anforderungen
Anwender/Partner
Columbia University: Department of Computer Science
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Einsatz von MARS (siehe Touring Machine)
Hardware
die MARS-Hardware wird um einen Kopfhörer und eine drahtlose Vernetzung
ergänzt
Peripherie
Software
Zusätzlich zu der vorhandenen MARS-Software wurden Autorensysteme für
die Herstellung des multimedialen Informationsmaterials entwickelt.
Charakteristika
Das Campus-Informationssystem “Touring Machine” wurde erweitert um die
Präsentation zusätzlicher multimedialer Informationen (als Ton, Text, Bilder,
Videos). Was dargestellt wird, wird positionsabhängig präsentiert und wird
durch die Darstellung einer Flagge (oder eines anderen ikonographischen
Labels) im computergenerierten Bild visualisiert, die als Hyperlink selektiert
und damit aktiviert werden kann. Als Eingabemedium kann die
Kopfbewegung dienen, aber auch das Trackpad und die Stifteingabe auf dem
Handheld.
Der aktuelle Prototyp zeigt der BenutzerIn “Situated Documentaries”. ZZ.
sind das multimediale Dokumente über die 68er Studentenrevolution, über das
unterirdische Tunnelsystem und über die frühe Geschichte des Campus.
Gezeigt werden diese Dokumente z.T. im HMD (Rekonstruktionen alter
Gebäude), d.h. sie überlagern das reale Bild, oder auf dem hochauflösenden
Handheld (z.B. Videos). Auf dem Handheld-Gerät läuft ein eigener WebServer, als Oberfläche wird ein einfacher Browser verwendet.
Für die Visualisierung eines 360Grad-Rundumbildes wird das See-ThroughDisplay mechanisch in ein opaques Display verwandelt.
Die Datenbank mit allen Informationen ist im Rucksack-Computer
gespeichert. Der Web-Browser des Handhelds kann jedoch über eine drahtlose
Verbindung auf weitere Informationen im Internet zugreifen.
Vorteile
Die verschiedenen Eigenschaften der Displays werden ausgenutzt, um eine
optimale Darstellung der jeweiligen Information zu erreichen. Unterschiedliche Eingabegeräte ermöglichen es der BenutzerIn nach Belieben eine
situationsabhängige Auswahl zu treffen.
Anwendungsfälle
ortsbezogene Informationspräsentation, multimedial
Navigationsunterstützung
Referenzen
Quelle
http://www.cs.columbia.edu/graphics/mars/mjwSd.html
[Höl99]
Datum
1997-99
Tourismus
71
Indoor/Outdoor Collaboration
Anwendungsbereich Tourismus / Wartung
Aufgabe
Anbindung eines mobilen AR-Systems an ein Indoor Multi-User AR-System
Anforderungen
Die BenutzerInnen des mobilen AR-Systems und die des Indoor-Systems
sollen miteinander kollaborieren, so dass eine Interaktion in beide Richtungen
stattfindet.
Anwender/Partner
Columbia Universität: Department of Computer Science
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Einsatz von MARS (siehe Touring Machine)
Hardware
Die MARS-Hardware für das mobile AR-System wird ergänzt um diverse
andere, auch nicht-mobile Computer für die KooperationspartnerInnen (z.B.
wearables, hand-held, stationary desktop, stationary wall-sized, stationary
immersive AR).
Peripherie
Software
Charakteristika
Das User-Interface für Indoor/Outdoor Collaboration ermöglicht es, die
BenutzerIn, die sich außerhalb der Gebäude mit dem mobilen AR-System
bewegt, zu beobachten/überwachen und ggf. von ExpertInnen „remote“ zu
unterstützen. Im Gegenzug kann die mobile BenutzerIn ihre Beobachtungen
den Personen innen berichten.
Für die verschiedenen zu erwartenden Situationen und Kombinationen wurde
eine Infrastruktur geschaffen, die es erlaubt, auf die gleichen Informationen
mit verschiedenen Personen gleichzeitig und mit ganz unterschiedlichen
Interfaces zuzugreifen. Darüber hinaus haben die verschieden ausgestatteten
BenutzerInnen unterschiedliche Aufgaben in der Kollaboration, die mit
entsprechenden Programmen unterstützt werden.
Vorteile
Anwendungsfälle
ortsabhängige Informationspräsentation, multimedial
positionsabhängige visuelle Überlagerung der realen Welt mit virtuellen 3DInformationen
multimediale und multimodale Kommunikation und Kollaboration mit
ExpertInnen
Referenzen
Quelle
http://www.cs.columbia.edu/graphics/projects/mars/marsUIs.html gesehen
18.10.01
Datum
1999-
72
Kapitel III: Anwendungen
ARREAL
Anwendungsbereich Tourismus
Aufgabe
Navigationshilfe für Fußgänger (drinnen und draußen)
Anforderungen
Anwender/Partner
Sonderforschungsbereich 378 „Ressourcenadaptive Kognitive Prozesse“,
Universität Saarland, Lehrstuhl Prof. W. Wahlster
Lösung
Status
2 abgeschlossene Diplomarbeiten
Produkt
Hardware
Im Rucksack zu tragender Computer mit einem Clip-on Monitor für die Brille
und einem Zweiknopf-Eingabedevice. Die Ermittlung der Position der
BenutzerIn erfolgt draußen per GPS und im Gebäude per selbstgebautem
Infrarotsender.
Peripherie
Software
Charakteristika
Das System soll der BenutzerIn innen wie draußen als Navigationshilfe
dienen. Darüber hinaus unterstützt es Anfragen z.B. zu Gebäuden in der
unmittelbaren Umgebung der BenutzerIn. Die Auswahl erfolgt mit einer
einfachen Zeigegeste mit dem Eingabegerät auf das Gebäude. Das System ist
adaptiv, d.h., es passt sich automatisch an die BenutzerIn an. Im vorliegenden
Prototyp wird die Menge der präsentierten Information in Abhängigkeit von
der Geschwindigkeit, mit der sich die BenutzerIn voran bewegt, festgelegt
(langsam gehen = ausführliche Informationen).
Vorteile
Anwendungsfälle
Navigationshilfe (drinnen und draußen)
Adaption an die BenutzerIn durch kontextabhängige
(Bewegungsgeschwindigkeit) Informationspräsentation
intuitive Interaktion (Zeigen)
Referenzen
Quelle
http://www.golem.de/0107/14859.html veröffentlicht am 17.7.01
Datum
1999-2000
Tourismus
73
Deep Map
Anwendungsbereich Tourismus
Aufgabe
Intelligenter Stadtführer: Personalisierte Stadtführung an einem unbekannten
Ort mit Navigationshilfe, „geführtem Rundgang“ und Hintergrundinformationen zu den besuchten historischen Plätzen.
Anforderungen
Partner
European Media Lab (EML), Heidelberg, und internationale Universitäten und
Forschungsgruppen
Lösung
Status
Anwendungsstudie
Produkt
intelligentes GIS
Hardware
Xybernaut MA IV mit Wrist-Mounted-Keyboard und Head-Mounted-Display
mit integriertem Mikrofon und Kopfhörer
Peripherie
Software
Charakteristika
Das System fungiert als virtueller Stadtführer. Der Person, die es benutzt,
kann es einen persönlich zugeschnittenen Rundgang bieten. Die TouristIn
kann dem System gesprochene Anweisungen geben und weitreichende Fragen
stellen, welche anhand der Informationen aus der enthaltenen multimedialen
Datenbank und der implementierten künstlichen Intelligenz beantwortet
werden. Die Ausgabe erfolgt über gesprochenen oder visuell angezeigten
Text, Bilder oder Grafiken.
Ferner besitzt Deep Map eine umfangreiche historische Datenbank, so dass
virtuelle Zeitreisen durchgeführt werden können. Darüber hinaus können mit
dem umfangreichen intelligenten Geo-Informationssystem „Was-WäreWenn“-Analysen für die Stadtplanung vor Ort durchgeführt werden
Multimedia Datenbank, die nicht nur 3D-Informationen von Heidelberg,
sondern auch umfangreiche historische und demographische Informationen
gespeichert hat.
Vorteile
Orientierungs- und Navigationshilfe vor Ort
Auf die Bedürfnisse der BenutzerIn anpassbar
Anwendungsfälle
„geführter Rundgang“
Adaption an die BenutzerIn
ortsabhängige Informationspräsentation (multimedial und die Realität
überlagernd)
intuitive Interaktion (Sprachsteuerung)
vor-Ort-Simulationen
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub07.htm (gesehen: 12.08.2001)
Datum
1999
74
Kapitel III: Anwendungen
Mobiles Geo-WWW
Anwendungsbereich Tourismus
Aufgabe
Es wird angenommen, dass 80% aller Informationen einen Raumbezug haben.
Dieser Ortbezug soll nun in den unfangreichen ortslosen Informationsraum
des WWW übertragen werden, um auch Informationen ortsbezogen zu filtern.
Anforderungen
Anwender/Partner
Institut für parallele und verteilte Rechner, Universität Stuttgart,
Forschergruppe NEXUS, mit Xybernaut
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Geo-WWW Service
Hardware
Xybernaut Wearable Computer mit dGPS
Voraussetzung ist eine vorhandene Infrastruktur bestehend aus sog. „virtuellen
Litfasssäulen“
Peripherie
Software
Charakteristika
In diesem Projekt geht es um die Entwicklung einer Plattform für
ortsbezogene Anwendungen, die beliebigen Anwendungen Zugriff auf ein
Modell der Welt bietet. Dieses Modell enthält Objekte wie Gebäude, Straßen
oder auch mobile BenutzerInnen und „virtuelle Litfasssäulen“, die als
Metaphern für ortbezogene Informationen oder Informationsdienste dienen.
Sensoren „beobachten“ die reale Welt und passen das Modell laufend der
realen Welt an, mittels Aktoren können wiederum Geräte auf Zustandsänderungen des Modells reagieren.
Bei der „virtuellen Litfasssäule“ handelt es sich einerseits um ein virtuelles
Objekt, das nur als Datenstruktur in einem Rechner existiert. Andererseits sind
solche Objekte realen Orten in der Stadt zugeordnet, z.B. dem Hauptbahnhof,
den Museen oder Hotels. Das besondere daran: Es können nicht nur
Informationen abgerufen werden, sondern auch Interaktionen mit
DienstleisterInnen stattfinden. Der Zugriff auf diese räumlich bezogenen
Angebote erfolgt über tragbare Computer oder intelligente Funktelefone.
Vorteile
Drastische Reduzierung der angebotenen Informationsmenge
Anwendungsfälle
Filterung und Bereitstellung von Informationen und Diensten anhand des
aktuellen Ortsbezugs der BenutzerIn
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub14.htm (gesehen: 12.08.2001)
http://www.nexus.uni-stuttgart.de/ (gesehen: 25.09.01)
Datum
1999
Tourismus
75
Virtueller Reiseführer
Anwendungsbereich Tourismus
Aufgabe
Virtuelle Reisen in die Vergangenheit wichtiger Baudenkmäler soll ermöglicht
werden mit einem sogenannten „geographischen TouristenInformationssystem“.
Anforderungen
Der BenutzerIn soll im Gelände bzw. in den Straßen einer Stadt direkt vor Ort
gezeigt werden, wie zerstörte oder beschädigte Gebäude früher ausgesehen
haben.
Anwender/Partner
Fraunhofer Gesellschaft, Institut für graphische Datenverarbeitung Darmstadt
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Hardware
Xybernaut Wearable Computer mit Head-Mounted-Display, Kamera,
Kopfhörer und Mikrofon; am Gürtel getragen. U.U. um Wrist-MountedKeyboard ergänzt. In einer neueren Version wird eine Art Fernglas von NVision eingesetzt, das das Headset ersetzen soll. Es wird bei Bedarf vor die
Augen gehalten und hängt ansonsten um den Hals.
Software
Geographisches Informationssystem wird entwickelt
Charakteristika
Das Touristen-Informationssystem zeigt den früheren Zustand zerstörter oder
beschädigter Gebäude, aber auch standortbezogene aktuelle Informationen.
Zz. sind ist ein Modell des Heidelberger Schlosses verfügbar. Die Darstellung
des virtuellen Gebäudes erfolgt in 3D in Abhängigkeit vom Blickwinkel der
BenutzerIn. Das computergenerierte Bild überlagert die reale Sicht, ohne sie
vollständig zu verdecken.
Eine Sprachsteuerung des Systems soll möglich sein. Auch ein Routenplaner
ist als Zubehör geplant, genauso wie das Angebot, ein Hotelzimmer zu
reservieren.
Vorteile
Die BenutzerIn erhält neben interessanten geschichtlichen Informationen eine
Orientierungshilfe und für die Zukunft eine rundum-Unterstützung, die exakt
auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sein kann.
Anwendungsfälle
orts- und positionsabhängige Informationspräsentation
Navigation: Orientierungshilfe und Routenplanung
Adaption an die BenutzerInnenpräferenzen
Referenzen
Quelle
[chip2000]
http://www.golem.de/0007/8604.html veröffentlicht am 7.7.00
Umwelt, Landwirtschaft
Unter der Überschrift “Umwelt, Landwirtschaft” werden hier Anwendungsbereiche zusammengefasst, die das Urbane betreffen und hier insbesondere die Vermessung geographischer Gebiete, z.B.
zur Kartographierung, aber auch die Informationsakquisition über geologische Gegebenheiten, landwirtschaftliche Nutzungsflächen oder die Beobachtung von Tieren, die alle eine geographische Komponente beinhalten und einer möglichst genauen Positionsbestimmung bedürfen.
Als Anwendungsbeispiele dokumentiert sind zwei Szenarien der Landvermessung, für die ein Wearable Computer mit einem entsprechenden elektronischen Vermessungsgerät gekoppelt und mit einer
sonst stationär eingesetzten Kartographie- und Informationserfassungssoftware ausgestattet wurde.
Der Zugewinn bei diesem mobilen Einsatz ist aber nicht nur diese Kombination, sondern gerade die
Möglichkeit, die Qualität der aktuellen Messungen und der Informationsakquisition durch den
Abgleich mit bereits vorhandenen Informationen deutlich zu verbessern. Diese durch die drahtlose
Vernetzung eröffnete Möglichkeit der Qualitätssicherung ist eine der herausragenden Eigenschaften
aller hier genannten Anwendungsbeispiele. Neben der expliziten Landvermessung werden unten noch
die Akquisition von Daten zur Wachstumskontrolle von Avokadobäumen und die systematische
Detektion unterirdischer Versorgungsleitungen sowie ein auf digitalen Feldkarten basierendes mobiles System zur Erfassung geographischer Daten dargestellt.
Die vorgeschlagenen Lösungsansätze basieren zz. noch auf einer Kombination vorhandener mobiler
Messgeräte mit einem Wearable Computer und auf der Portierung stationärer Software auf das mobile
System. Um für diese Wearable Computing Systeme einen breiten kommerziellen Markt zu schaffen,
muss die Anpassung an die mobile Tätigkeit noch intensiviert werden, z.B. durch eine angemessene
Neugestaltung der Benutzungsschnittstelle und der Interaktion zwischen Mensch und Computersystem.
Collecting Invisible Data
Anwendungsbereich Umwelt
Aufgabe
Verwaltung von unterirdischen Rohrleitungen, Kabeltrassen und Tunnel: Die
Ver- und Entsorgung von Städten und Gemeinden erfolgt unterirdisch. Diese
Infrastruktur, bestehend aus Netzen von Kabeln, Rohren, Leitungen und
Tunneln, muss regelmäßig gewartet, bei Bedarf repariert oder bei Neuanlagen
auch identifiziert werden. Die Ortung und Handhabung dieser Infrastruktur
soll effektiviert werden, insbesondere soll nicht nur das Radargerät, sondern
auch der auswertende Computer mobil sein, kabellos und der im Feld
arbeitenden TechnikerIn direkt zur Verfügung stehen. Die detaillierte Auswertung der gesammelten Daten erfolgt in einem späteren Prozess.
Anforderungen
Verwendung vorhandener Software
leistungsstarker Rechner, der mit großen Datenmengen umgehen und sie
speichern kann
Kommunikation mit Positionierungs- bzw. Lokalisierungssystem ohne
störende Kabelverbindungen
Produzent und
Anwender
Geophysical Survey Systems, Inc. (GSSI) mit Xybernaut und Ruhrgas,
Deutschland
Lösung
Status
abgeschlossene Feldstudie
Produkt
PathFinder
76
Umwelt
77
Hardware
Xybernaut MA IV mit 233 MHz Prozessor, 128 MB RAM, 4,3 GB Festplatte
mit HMD und wrist-mounted Keyboard, Spracheingabe befindet sich in
Vorbereitung
Peripherie
Ground Penetrating Radar (GPR), Ortungs- und Kartographiersystem
GPS o.ä. Positionsbestimmungssystem
Software
RADAN Software (proprietäre; GSSI), die Kartographiedateien erzeugt, die
nach AutoCad und anderen computergestützten Konstruktionsprogrammen für
2D und 3D portiert werden können.
Windows NT
Charakteristika
Der Wearable Computer wird von der TechnikerIn am Körper getragen,
während sie das mobile Radargerät überirdisch über die zu untersuchenden
Oberflächen schiebt. Das Programm RADAN legt virtuell ein Raster über das
zu untersuchende Gelände, das dann der BenutzerIn angezeigt wird. Sie hat
die vollständige Kontrolle über das System und kann jederzeit mit den
Fingerspitzen einen Scan auslösen. Die Daten werden vom Radargerät über
ein kurzes Kabel an den Wearable übertragen, gesichert aufbereitet und auf
dem HMD dargestellt. So kann sofort beurteilt werden, ob die Messung
erfolgreich war. Jedes gescannte Areal wird nach der Erfassung optisch
ausgeblendet, so dass die BenutzerIn einen genauen Überblick über ihren
Arbeitsfortschritt erhält.
Vorteile
Die Sicherheit wurde erhöht durch die Vermeidung von Unfällen bei
Bauarbeiten, die vormals aufgrund der unzureichenden Identifizierung und
Lokalisation von Rohren und Kabeltrassen im Erdreich passierten.
Dadurch, dass die TechnikerIn direkt vor Ort im Display sehen kann, welche
Daten erhoben wurden, verbessert sich die Qualität der Daten.
Anwendungsfälle
Datenerfassung und -speicherung im Feld
Workflow-Management durch ortsabhängige Generierung eines
geographischen Einsatzplans
Kombination vorhandener Messgeräte und Softwaresysteme durch drahtlose
Anbindung und Integration in ein System.
Qualitätssicherung durch Beurteilung der aufgezeichneten Daten just-in-time.
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub03.htm (gesehen: 12.08.2001)
Datum
1999
78
Kapitel III: Anwendungen
Body-Worn PC Increases Surveying Efficiency
Anwendungsbereich Umwelt / Landvermessung
Aufgabe
Um Landvermessungen korrekt durchführen zu können, müssen
Informationen bezüglich der Grenzen und Topographie des gesamten zu
vermessenden Gebiets gesammelt sowie Landeigenschaften vor Ort mit
bereits gespeicherten GPS-Vermessungsdaten dieser Gebiete verglichen
werden.
Anforderungen
Displays mit guter Lesbarkeit bei direkter Sonneneinstrahlung; ausdauernder
Akku; Mobilität, Stabilität, geringes Gewicht
Windows9x
Entwickler
Condor Earth Technologies und ViA
Lösung
Status
kommerzieller Einsatz
Produkt
Hardware
ViA II Wearable PC mit ‚hot-swapping’ Akkus und bei Sonnenlicht gut
lesbarem Display
Peripherie
Ashtech/Magellan Z12 real-time kinematik (RTK) GPS-Empfänger
elektronisches Vermessungsgerät (z.B. TOPCON Robotic total station, das auf
einem Vermessungs-Stativ befestigt und mit einer Funkfernbedienung
gesteuert wird) oder Laser-Entfernungsmesser
Software
PenMap (eine Kartographie- und Datenerfassungs-Software, wurde nicht
speziell für das System entwickelt)
Charakteristika
Die normalerweise bei der Landvermessung eingesetzten Geräte und
Programme werden weiterhin eingesetzt.
Vorteile
Kostenersparnis;
Steigerung der Produktivität um 40%
Anwendungsfälle
Datenerfassung und –verarbeitung sowie Qualitätskontrolle vor Ort
Kombination eines vorhandenen mobilen Messgeräts mit einem tragbaren
Computer und Portierung einer sonst stationär verwendeten Software auf ein
mobiles System
Referenzen
Quelle
Datum
http://www.flexipc.com/product/Images/survey2.pdf (gesehen: 15.07.2001)
Umwelt
79
Excavating Firm Uncovers A Distinct Advantage
Anwendungsbereich Umwelt / Konstruktion
Aufgabe
Zum Bauen von Gebäuden oder Gebäudefragmenten erforderliche
Vermessungsdaten werden traditionell per Hand ermittelt, was zwar präzise,
allerdings auch langsam ist.
Anforderungen
robustes System, das problemlos aue Umgebungsbedingungen übersteht;
klein und mobil; Display, das bei direkter Sonneneinstrahlung gut lesbar ist;
drahtlose Kommunikation mit externem Gerät
Entwickler
Baufirma Schneider Excavating, Lannon,Wisconsin,USA und ViA
Lösung
Status
kommerzieller Einsatz
Produkt
Hardware
ViA II Wearable PC mit Handheld Display
Peripherie
TOPCON robotic total station (elektronisches Vermessungsgerät), das auf
einem Vermessungsstativ befestigt und mit einer Funkfernbedienung gesteuert
wird
Software
Vermessungssoftware AGTEK
Charakteristika
Die graphische Vermessungssoftware erlaubt es, ein beliebiges Gebäude zu
vermessen und sofort in 3D berechnen zu lassen. Über einen Touch Screen
werden weitere Informationen eingegeben. Durch die geringe Größe und das
minimale Gewicht des ViA II PC kann er problemlos am Gürtel der
IngenieurIn getragen werden und ohne weiteres mit der tragbaren Maus, sowie
der Funk-Fernbedienung zur Steuerung der Total Station verbunden werden.
Vorteile
Vermessungszeit wird auf die Hälfte reduziert; Vermessung wird noch
präziser; weniger Arbeitskräfte werden benötigt
Anwendungsfälle
Datenerfassung und –verarbeitung sowie Qualitätskontrolle vor Ort
Kombination eines vorhandenen mobilen Messgeräts mit einem tragbaren
Computer und Portierung einer sonst stationär verwendeten Software auf ein
mobiles System
Referenzen
Quelle
Datum
http://www.flexipc.com/product/Images/survey.pdf (gesehen: 15.07.2001)
80
Kapitel III: Anwendungen
ACW Farms Chooses A High-Tech Solution
Anwendungsbereich Landwirtschaft
Aufgabe
Im Zuge der Verbesserung der Produktion wollte Avocadoproduzent ACW
Farms die Daten eines jeden Baumes, wie Höhe und Gesundheitszustand,
speichern. Dann sollten diese Informationen in Beziehung gesetzt werden zu
standortspezifischen Informationen, wie Position der Pflanze innerhalb der
Plantage, Bewässerung, Nährbodenart und Klima.
Anforderungen
klein, leicht, mobil, hitze-, staub-, sowie schmutzresistent; Display, das auch
bei direkter Sonneneinstrahlung gut lesbar ist; per Touch-Screen bedienbar;
vertrautes Betriebssystem
Anwender/Partner
Condor Earth Technologies und ViA
Lösung
Status
kommerzieller Einsatz
Produkt
Hardware
ViA II Wearable PC mit Handheld Display
Peripherie
Global Positioning System (GPS)
Software
PenMap Vermessungssoftware
Charakteristika
Die Kombination aus der Vermessungssoftware PenMap, GPS-Technologie
und einem Wearable Computer wurde gewählt, um schnellen Zugriff auf die
Daten jedes einzelnen Baumes zu haben.
Der Wearable Computer kann ohne weiteres am Gürtel der LandarbeiterIn
befestigt werden und schränkt sie somit in ihrer Bewegungsfreiheit nicht ein.
Durch die vertraute Oberfläche des Betriebssystems Windows 98 muss die
BenutzerIn keine komplizierten Schulungen erhalten.
Vorteile
Verfassung/Zustand der Bäume kann anhand einer Vielzahl von Parametern
genau verfolgt werden
Anwendungsfälle
Datenerfassung direkt vor Ort
Portierung vorhandener Vermessungs- und Dokumentationssoftware auf ein
tragbares System
Anpassung der Mensch-Computer-Interaktion an die mobile Tätigkeit
Referenzen
Quelle
Datum
http://www.flexipc.com/product/Images/farm.pdf (gesehen: 15.07.2001)
Umwelt
81
Mobile Geocomputing
Anwendungsbereich Umwelt
Aufgabe
Digitale Datenerfassung im Feld (Arbeitsfelder: Ökologie, Forstwirtschaft,
Versicherungen, Stadt-/
Landschaftsplanung, Hoch-/Tiefbau) und Kartierung geographischer Objekte
vor Ort
Anforderungen
Partner
Institut für Geoinformatik der Universität Münster
con terra GmbH, Münster; TZI, Universität Bremen; Xybernaut
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Hardware
MA III von Xybernaut mit HMD und Sprachsteuerung
Peripherie
GPS/dGPS
Software
Geodatenerfassungssoftware GISPAD
Charakteristika
Die Geodatenerfassungssoftware GISPAD dient der Erfassung und
Fortschreibung raumbezogener Daten. Auf der Basis einer digitalen Feldkarte
werden beliebige Objekte vor Ort erfasst und per (D)GPS eingemessen. Die
erhobenen Daten werden nach einer sofortigen PL-Prüfung (Qualitätssicherung) in eine relationale Datenbank aufgenommen, von der aus sie in andere
Formate konvertiert und ohne weitere Arbeitsschritte z.B. von ArcView
genutzt werden können.
Vorteile
Die Übertragung der vorhandenen Software auf eine neue Rechnertechnologie
bietet den Vorteil, dass die Datenerfassung aufgrund des handfreien Tragekomforts zur Fortbewegung (Klettern etc.) nicht unterbrochen werden muss.
Anwendungsfälle
Mobile Datenerfassung (geographische Daten)
Plausibilitätsprüfung unterwegs (Abgleich mit den Informationen eines
vorhandenen Geo-Informationssystems)
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub11.htm (gesehen: 12.08.2001)
Datum
1999
Journalismus / Unterhaltung
Der erste Wearable Computer7 bzw. das Gerät, das heute rückblickend als solcher bezeichnet wird,
war ein analoges System, das zur Vorhersage der Ergebnisse beim Roulette eingesetzt wurde. Jahre
später wurde sogar noch eine zweite, digitale Variante entwickelt, die die Ergebnisse der ersten
jedoch nicht verbesserten konnte. Klein waren beide Systeme und tragbar. Die Tragbarkeit ging über
das „am Körper befestigen“ hinaus, da Komponenten des Systems in die Kleidung integriert wurden.
Es bestand aus zwei drahtlos vernetzten Komponenten, die jeweils im Schuh getragen wurden. Mindestens das jüngere System war programmierbar, allerdings nicht während der Benutzung. Diese wissenschaftliche „Spielerei“ ist ein gutes Beispiel für die Anpassung eines Computersystems an die
konkrete Anwendung. Weitere Schritte in diese Anwendungsrichtung wurden nicht unternommen,
bzw. sind bisher nicht bekannt geworden, da der Versuch einer Vorhersage allein schon illegal ist.
Legal und für alle ZuschauerInnen unterhaltsam ist der Einsatz eines Wearable Computing Systems
für die zeitnahe Online-Berichterstattung. Diese ist der zweite Anwendungsbereich, für den kommerzielle Lösungen (Komplettsysteme bestehend aus Hard- und Software, oder auch ein entsprechender
Service) angeboten werden. Einige dokumentierte Anwendungsbeispiele werden unten dargestellt, ein
Komplettsystem – IRes, eine mobile WebCam der Firma ART+COM – wird exemplarisch in der
vorliegenden Studie im Kapitel „Tragbare Rechner und CPUs“ beschrieben.
Mobile Online-Reportage und die Veröffentlichung im Internet dient der topaktuellen Berichterstattung über Messen, Ausstellungen und andere Events, die nur kurze Zeit an einem Ort stattfinden und
auf denen das Geschehen hochgradig flexibel und damit unvorhersagbar ist. Bei der ersten Realisierung eines solchen Wearable Computing Systems wurde noch ein digitales Foto gemacht, Text dazu
geschrieben und dann veröffentlicht. In den neueren Umsetzungen werden Videoströme direkt aufgezeichnet und ohne Verzögerung drahtlos an einen entsprechenden stationären „Veröffentlichungs“Server weitergeleitet. Heute gibt es darüber hinaus eine direkte Kommunikation zwischen ReporterIn
und Publikum, die technologisch per Chat, E-Mail oder IP-Telefonie bereitgestellt wird. Jede
ZuschauerIn kann so die Berichterstattung interaktiv beeinflussen.
7
[Thor98]
82
Berichterstattung
83
The First Wearable Computer
Anwendungsbereich Unterhaltung
Aufgabe
Vorhersage beim Roulette
Anforderungen
Unsichtbar, möglichst genau und in Echtzeit arbeitend
Entwickler
Edward O. Thorp und Claude Shannon
Lösung
Status
Forschungs- und Bastelstudie
Produkt
Hardware
Zwei drahtlos vernetzte zigarettenschachtelgroße Computer mit
Mikroschaltern zur Eingabe und zwei ohrstöpselgroßen Lautsprechern (für die
beiden beteiligten BenutzerInnen). Es handelte sich um ein analoges Device.
Peripherie
Software
Charakteristika
Zwei Personen arbeiten im Team: Die eine beobachtet das Roulette-Rad und
den –Ball; sie initialisiert die Vorhersage und stoppt (Zeit) Rotor und Ball,
indem sie entsprechende Schalter betätigt (anfangs per Hand, später mit dem
Fuß). Die zweite Person setzt aufgrund des computergenerierten auditiven
Outputs.
Vorteile
Die Vorhersagen hatten eine Genauigkeit (im Labor und im Feldversuch) von
mehr als 44%
Anwendungsfälle
Erfassung von Daten der physischen Welt
persönliche (von Dritten nicht wahrnehmbare) Informationspräsentation
Kommunikation und Kollaboration
Referenzen
Quelle
[Thorp98]
[Bar01], Kap. 15, S.478
Datum
1955-61
84
Kapitel III: Anwendungen
Eudaemon shoe
Anwendungsbereich Unterhaltung
Aufgabe
Vorhersage beim Roulette
Anforderungen
Unsichtbar, möglichst genau und in Echtzeit arbeitend
Entwickler
„The Eudaemons“, eine Gruppe von StudentInnen der University of California
Santa Cruz (UCSC), Physics Department
Lösung
Status
Forschungsstudie
Produkt
Hardware
Zwei jeweils in einen Schuh integrierte Computer (mit MOS Technology 6502
Microprozessor), die drahtlos miteinander verbunden sind. Einer der
Computer ist mit fußbedienbaren Schaltern versehen, der andere mit einem
taktilen Display. Die Hardware musste die Umweltbedingungen (Gewicht der
BenutzerIn, Wärme, Feuchtigkeit) überstehen und mit einer geringen
Stromversorgung auskommen.
Peripherie
Software
Charakteristika
Das System wird von zwei Personen benutzt: Eine Person beobachtet die
Bewegung des Roulette-Rads und der –Kugel. Sie initialisiert die Vorhersage
und signalisiert die beginnenden Bewegungen der beiden physikalischen
Bestandteile des Spiels. Die Signale werden an den Computer der zweiten
Person drahtlos übermittelt. Der zweiten Person werden durch
unterschiedliche taktile Reize am Fuß die Quadranten „mitgeteilt“, in denen
die Kugel landen wird. Die zweite Person ist nur für das schnelle Setzten
zuständig. Die Computer waren programmierbar, aber nicht in der Benutzung,
d.h. nicht in der Bewegung.
Vorteile
Die Vorhersagen hatten eine Genauigkeit von 44%
Anwendungsfälle
Erfassung von Daten der physischen Welt
persönliche (von Dritten nicht wahrnehmbare) Informationspräsentation
Kommunikation und Kollaboration
Referenzen
Quelle
[Thorp98]
[Bar01], Kap. 15, S.478
http://physics.ucsc.edu/people/eudaemons/eudaemons.html
Datum
Ende 1970er Jahre
Berichterstattung
85
WebReporter und ZDF.online CyPorter
Anwendungsbereich (Unterhaltungs-)Medien, Live-Berichterstattung
Aufgabe
Eine ReporterIn sammelt Informationen, macht Fotos oder Interviews,
zeichnet sie auf und schreibt Texte während eines Events, z.B. einer Messe
(erstmals auf der IAA 1999, beauftragt von Audi) oder der EURO-Reise des
ZDF-Morgenmagazins vom 3.-7.9.01. Das Material wird sofort vor Ort
aufbereitet und just-in-time im Internet veröffentlicht. Die „ZuschauerInnen“
können Einfluss auf den Inhalt der Berichterstattung nehmen, indem sie online
Fragen an die ReporterIn stellen oder Wünsche äußern können.
Anforderungen
Anwender/Partner
ZDF.online
wearix Software GmbH
Xybernaut
Lösung
Status
kommerzieller Einsatz
Produkt
Hardware
Xybernaut MA IV mit Digitalkamera, Wrist-worn-Keyboard, Microdisplay,
Headset etc.
Übertragung per WLAN und ISDN an einen Real-Server
Peripherie
Software
WebReporter (real-time Internet marketing solution) der Firma wearix
Software GmbH
Charakteristika
Vorteile
Das System ermöglicht interaktive Präsentation, d.h. Fragen und Wünsche des
Internet-Publikums erreichen die ReporterIn/WebHostess in Echtzeit in einem
WebReborter-Chat und sie kann unverzüglich darauf eingehen.
Anwendungsfälle
multimediale Online-Berichterstattung
Kommunikation in Echtzeit mit ZuschauerInnen weltweit
Referenzen
Quelle
http://www.wearix.com/gr/service/setiwe.html (gesehen 31.8.01)
Firmenprospekt WebReporter von wearix, CeBIT 2000
http://zdfonl3.zdf.de/programm/cyporter/ (gesehen 16.12.01)
Datum
Beginn ca. im Jahr 1999
86
Kapitel III: Anwendungen
Casting Scouts
Anwendungsbereich (Unterhaltungs-)Medien, Live-Berichterstattung
Aufgabe
Zwei ReporterInnen berichten live vom Messegelände der ifa 2001. Sie
übertragen ein auf dem Messegelände durchgeführtes Moderatoren-Casting
des Internet-Radiosenders cyberchannel.de per Audio- und Video-Stream ins
Web.
Anforderungen
Anwender/Partner
Valcast Streaming Group, Berlin
Lösung
Status
kommerzieller Einsatz
Produkt
Hardware
Xybernaut MA IV mit Headset, Digitalkamera etc. etc. und GSM-Anbindung
mit der tragbaren Mini-Variante des CAR-A-WAN-Adapters der Firma Valcat
für die mobile Breitband-Anbindung ans Internet
Peripherie
Software
wahrscheinlich WebReporter der Firma wearix Software GmbH
Charakteristika
Vorteile
Anwendungsfälle
Online-Multimedia-Berichterstattung
Referenzen
Quelle
Datum
c’t 18/2001, S.28
Berichterstattung
87
Germany’s first Web-reporter
Anwendungsbereich Journalismus
Aufgabe
Übertragung von Reportagen einer ReporterIn im mobilen Einsatz zeitnah ins
WWW
Anforderungen
Anwender/Partner
Xybernaut z.B. beauftragt von Audi während der IAA 1999
Lösung
Status
kommerzieller Einsatz
Produkt
Hardware
Xybernaut MA IV mit Wrist-Mounted-Keyboard und Headset mit kleinem
Bildschirm vorm linken und einer digitalen Kamera vorm rechten Auge
Peripherie
‚Phonecard’ zum Surfen
Software
evtl. WebReporter von wearix
Charakteristika
Während die Reporterin jemanden interviewt, tippt sie das Interview in eine
spezielle Dokumentvorlage. Nach dem Interview macht sie noch ein digitales
Photo ihres Interviewpartners und veröffentlicht die Reportage direkt im
WWW.
Vorteile
absolute Mobilität und just-in-time-Berichterstattung, ohne auf das übliche
„Werkzeug“ einer ReporterIn verzichten zu müssen
Anwendungsfälle
Datenerfassung (Text und Bild) vor Ort
drahtlose Datenübertragung an einen stationären „Veröffentlichungs-Server“
Referenzen
Quelle
Die erste mobile Web-Journalistin mit dieser Ausstattung, Ellen Tulickas,
berichtet über ihre Erfahrung unter
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub10.htm (gesehen 31.8.01)
Datum
1999
Krisen- und Katastrophenmanagement
Hardwarehersteller von Wearable Computern haben ihre Geräte so konzipiert, dass sie in der Bewegung und unter extremen äußeren Bedingungen eingesetzt werden können. Das gilt für die Firmen
Symbol, ViA und Xybernaut in gleicher Weise. Aber nicht nur der Rechner ist stabil und widerstandsfähig, auch die Ein-/Ausgabe-Devices. So gibt es sowohl von ViA als auch von Xybernaut
Wearable Touchscreens, die auch bei Sonnenlicht gut lesbar sind, und in Australien wurde ein WetPC
zur Marktreife gebracht, der beim Tauchen eingesetzt wird. Die Robustheit der Hardware, die durch
weitere gezielte Maßnahmen noch verstärkt werden kann, legt nahe, diese Eigenschaft so weit wie
möglich zu nutzen. Für den militärischen Einsatz wurde das bereits getan: moderne Waffensysteme
verfügen über einen integrierten Wearable Computer. Über die Details dieser Anwendungsfälle ist
allerdings nicht viel bekannt, außer dass Navigation, Kommunikation und Kollaboration unterstützt
werden.
Doch gibt es auch zivile Anwendungsbereiche, in denen der Einsatz eines überaus robusten, mobilen,
tragbaren Computersystems deutliche Vorteile bringt. An der Integration in einen Raumanzug wird
zz. gerade gearbeitet, die Integration in die Arbeitskleidung für Feuerwehrleute ist bereits erfolgt.
Vorrangiges Ziel in diesem Segment ist die Kommunikations- und Kollaborationsunterstützung, die
ein flexibles Workflowmanagement und die umgehende Informationsbereitstellung für alle flexibel
oder stationär eingesetzten Beteiligten ermöglicht. Darüber hinaus könnte beispielsweise die Integration von Vitalsensoren in die Feuerwehrkleidung die Sicherheit jeder einzelnen Person erhöhen. Ein
anderer Anwendungsbereich, der u.U. zeitkritisch ist, ist die zeitnahe Analyse gasförmiger Stoffe
z.B. in einem Klärwerk, einer Kompostieranlage oder auf Altlastverdachtsflächen. Eine schnelle,
rudimentäre Auswertung der Messwerte vor Ort und der Abgleich mit dezentral gehaltenen Informationssystemen z.B. über Schadstoffen, über vor Ort gelagerte oder aktuell verwendete Stoffe usw.
kann wertvolle Hinweise auf unverzüglich einzuleitende Maßnahmen geben oder auch nur eine weitreichendere Analyse in einem stationären Labor veranlassen.
Die folgenden drei Anwendungsbeispiele stammen aus den beiden letztgenannten Anwendungsgebieten. Im vierten wird ein mobiles Telekonferenzsystem beschrieben, das für all jene
Anwendungsfälle eine plattformübergreifende Lösung bietet, in der Breitbandkommunikation über
das Internet notwendig und sinnvoll ist.
88
Krisenmanagement
89
Solution for Fire Fighters
Anwendungsbereich Krisen- und Katastrophenmanagement
Aufgabe
Feuerbekämpfung erfordert schnelle Reaktionsfähigkeit. Besonders kritisch
wird es, wenn der Brand auf engem, unwegsamen Raum gelöscht werden
muss. Um Feuerwehrleuten dort die größtmögliche Sicherheit zu
gewährleisten, werden Systeme benötigt, über die sie Zugang zu aktuellen,
den Einsatz betreffende Informationen bekommen und in ständigem Kontakt
mit den KollegInnen und der Einsatzzentrale stehen.
Anforderungen
System: robust; hitzebeständig; kompatibel zu verschiedenen (drahtlosen)
Peripheriegeräten
Anwender/Partner
Bath Iron Works (BIW), Bath, Maine, USA, mit ViA
Lösung
Status
Anwendungsstudie
Produkt
high-tech Feuerwehrmannbekleidung (Wearable Fire Fighting Ensemble
(WFFE))
Hardware
Wearable ViA II SR mit speziell präpariertem Handheld-Display
stabile, hitzebeständige WebCam
802.11b drahtloses LAN
Peripherie
Software
Navy RF Tracking System
Proprietäre Schadenskontrollsoftware der Navy
Charakteristika
Der Wearable ViA II SR fungiert als Hauptkomponente dieses
Feuerwehrinformationssystems. Durch seine geringe Größe schränkt es die
BenutzerIn in ihren Handlungsmöglichkeiten nicht ein. Das System (in
Kombination mit IR-Videotechnologie und IP-Voice Communication)
ermöglicht den Feuerwehrleuten eine direkte multimodale Kommunikation
mit der Einsatzzentrale.
Das eigens isolierte Handheld Display von ViA ermöglicht es, einen Plan des
zu löschenden Objekts zu bekommen, Schadensmeldungen zu erstatten und
die Position der Feuerwehrleute im Einsatz zu verfolgen.
Vorteile
schnelle Schadensberichterstattung; besseres Personal- und WorkflowManagement
Anwendungsfälle
Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen
Übersetzung einer technischer Wahrnehmung (infrarot) in eine für Menschen
wahrnehmbar
Flexibles Workflow- und Personal-Management
multimediale Kommunikation
Referenzen
Quelle
Datum
http://www.flexipc.com/product/Images/wffe.pdf (gesehen: 15.07.2001)
90
Kapitel III: Anwendungen
Mobile Information and Coordination
Anwendungsbereich Krisen- und Katastrophenmanagement
Aufgabe
Koordinierung in Krisensituationen (Arbeitsfelder Feuerwehr, Polizei,
Rettung): Im Krisenfall, z.B. einem Brand in einer Chemiefabrik, ist die
Weitergabe aller aktuellen Informationen in Echtzeit und die Koordinierung
der HelferInnen schadensbegrenzend und lebenswichtig zugleich.
Anforderungen
Anwender/Partner
Tecco Coordination Systems mit Xybernaut
Lösung
Status
Anwendungsstudie
Produkt
Hardware
MA IV von Xybernaut mit Wrist-Worn-Display und Sprachsteuerung
Peripherie
Software
CORSO (Coorinated Shared Objects) von Tecco
Charakteristika
CORSO ist ein verteiltes, allgemein verfügbares, systemunabhängiges
Programm zur Unterstützung kollaborativer Prozesse. Die Portierung von
CORSO auf einen Wearable Computer erlaubt einen mobilen Einsatz und eine
Koordination verschiedener Personen an beliebig vielen, auch veränderlichen
Einsatzorten.
Darüber hinaus kann das in CORSO enthaltenen Workflow-Interface
FLOW&Co mit anderen Workflow-Systemen kooperieren, so dass eine
Kooperation auch auf dieser Ebene möglich ist.
Vorteile
Die Portierung der vorhandenen Software auf einen mobilen
Hochleistungsrechner erweitert das Handlungsfelds hinsichtlich der
Verfügbarkeit und Aktualität der Informationen.
Anwendungsfälle
Kollaborationsunterstützung durch Kommunikation und
Informationsverteilung
Workflow-Management
Referenzen
Quelle
Datum
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub12.htm (gesehen: 12.08.2001)
Krisenmanagement
91
Mobile elektronische Nase
Anwendungsbereich Umwelt
Aufgabe
Die zeitnahe Analyse gasförmiger Stoffe spielt in vielen technischen
Anwendungen eine wesentliche Rolle (z.B. in Klärwerken,
Kompostieranlagen, chemischen Anlagen oder auf Altlastverdachtsflächen).
Eine Alternative zur aufwändigen Labortechnik ist die mobile Gassensorik zur
Schnelldiagnose vor Ort, die bei der Erhärtung eines Verdachts dann um
aufwändigere Analysen an anderer Stelle ergänzt werden kann.
Anforderungen
Anwender/Partner
WMA Airsense Analysetechnik GmbH
Xybernaut
TZI, Universität Bremen
Lösung
Status
Forschungsprototyp
Produkt
Hardware
MA III von Xybernaut mit Head-Mounted Display und Sprachsteuerung
Peripherie
Gas-Sensorik: elektronische Nase
Software
Charakteristika
Vorteile
Der Einsatz dieser mobilen Messtechnik ist überall dort nutzbringend, wo
herkömmliche Untersuchungsverfahren zu unhandlich sind.
Anwendungsfälle
Messdatenerfassung und Erstanalyse vor Ort
Abgleich mit Informationen aus externem Informationssystem
Alarmierung und Kommunikation
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub13.htm (gesehen: 12.08.2001)
Datum
1999
92
Kapitel III: Anwendungen
Multimedia-Konferenztechnik im mobilen Einsatz
Anwendungsbereich
Aufgabe
Mobiles multimediales anwendungsangepasstes Telekonferenzsystem zur
Mehrpersonenkommunikation
Anforderungen
- einfache Bedienung
- einsetzbar auf verschiedenen Systemplattformen
- Unterstützung von Spezialanwendungen
- Anpassbarkeit
Anwender/Partner
TZI, Universität Bremen
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Hardware
Xybernaut MA IV; Head-Mounted Display mit Mikrofon und Kopfhörer;
miniaturisierte Digitalkamera, tragbar am Headset oder in der Hand; WLANAdapter
Peripherie
Software
Prototyp CONTRABAND
Charakteristika
Das Telekonferenzsystem CONTRABAND ist eine flexible Plattform für
Telekonferenzen auf der Basis von Internet-Technologien. Das System ist
anwendungsorientiert in dem Sinne, dass die Konferenzsteuerung auf
verschiedene Anwendungsprogramme mit ihren unterschiedlichen
Anforderungen angepasst werden kann.
Die verwendete Digitalkamera kann am Headset getragen werden, so dass die
KonferenzteilnehmerInnen das sehen können, was die BenutzerIn sieht. Oder
sie kann in der Hand getragen und als „drittes Auge“ verwendet werden.
Das CONTRABAND-Telekonferenzsystem interoperiert nicht nur in einem
WLAN-Netzwerk, sondern mit weiteren Systemen, die auf dem InternetStandard basieren (IP-Multicast, RTP)
Vorteile
Sprach- und Bildkommunikation mit mehreren KonferenzteilnehmerInnen
gleichzeitig und an fast jedem beliebigen Ort
Anwendungsfälle
flexible multimediale Kommunikation mittels einer mobilen
Anwendungsprogramm-unabhängigen Telekonferenz
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/wear/case_sub08.htm (gesehen: 12.08.2001)
http://www.tzi.de/tzi/projekte_dmn.html
Datum
1997-1999
Consumer-Bereich
Für den „Mann auf der Straße“ gibt es noch keine Wearable Computing Lösung. Doch das kann sich
in absehbarer Zeit ändern, zumindest was die Hardware betrifft. Xybernaut, Hitachi und einige weitere Firmen haben sich zusammengefunden, um zu Weihnachten 2001 unter dem Namen WIA
(Wireless Internet Appliance) das erste Wearable Computing System für den Konsumenten-Bereich
in die amerikanischen Geschäfte zu bringen. Das Gerät wird von Xybernaut unter dem Namen
„Poma“ produziert und soll preislich für jedermann erschwinglich sein. Es wird den bisherigen
Ankündigungen zufolge bzgl. der Leistung besser als ein PocketPC sein mit der Darstellungsqualität
eines PC-Bildschirms. Einsetzen sollen die KonsumentInnen das Gerät zum mobilen Surfen im Internet.
Die Konsumenten sind zz. dabei, Smartphones und PDAs als Personal Information Management
(PIM) Systeme für sich zu entdecken, die Vorteile von Wearable Computing sind für sie noch nicht
sichtbar und kommerziell auch noch nicht gegeben. Interessant ist diese neue Technologie, wenn sie
der BenutzerIn als „mobiler persönlicher Assistent“ dient, der die Vorlieben und Bedürfnisse der
BenutzerIn kennt und die Umgebung bzw. die Befindlichkeit mit den verschiedensten Sensoren
erfasst, um aufgrund dieses Kontextes die BenutzerIn in den verschiedensten Situationen mit einem
wohlgewählten Informationsangebot aktiv zu unterstützen. Die Lebensbereiche, in denen diese Art
der Unterstützung gebraucht wird, müssen noch identifiziert bzw. weiter spezifiziert werden. Angedacht und in der Entwicklung befindlich sind beispielsweise Konferenzassistenten, intelligente Einkaufslisten, Nachrichtenagenten, Note-Services, Gedächtnisassistenten, Wahrnehmungserweiterungssysteme u.v.m.
Am MIT (Massachusetts Institute of Technology) wird seit längerer Zeit an entsprechender Software
gearbeitet. Bereits 1997 wurde ein Prototyp zur Gedächtnisunterstützung mit einem Wearable Computer entwickelt, der so genannte „Rememberance Agent“. Die BenutzerIn bekommt in einem HMD
Zusammenfassungen von Texten angezeigt, die in unmittelbarem Zusammenhang mit ihrem aktuellen
Kontext stehen. Das Softwaresystem beruht auf einer Agententechnologie. Der Rememberance Agent
nimmt alle Dokumente, die die BenutzerIn auf ihrem Computer hat bzw. eingibt, und durchsucht
diese mit intelligenten Retrieval-Methoden, wie sie beispielsweise von Suchmaschinen im Web
bekannt sind, nach den relevanten Dokumenten für die aktuelle Situation. Der aktuelle Kontext wird
ohne Mitwirkung der BenutzerIn ermittelt aus
•
der Uhrzeit,
•
dem Tag,
•
dem Ort,
•
der GesprächspartnerIn und
•
dem Thema der Unterhaltung.
Alle genannten Daten können mit Sensoren erfasst werden: die Zeit beispielsweise durch die interne
Systemzeit, der Ort mit einem Positionssensor, die GesprächspartnerIn heute noch durch Markierung
mit Active Badges, zukünftig evtl. per Bilderkennung, und das Thema heute noch per expliziter Tastatureingabe, morgen vielleicht per Spracherkennung. Die Qualität der Informationsauswahl durch
den Software-Agenten wird höher, wenn ihm weitere Details über die BenutzerIn oder über die
Gesprächsdomäne bekannt sind, auch eine lernende Komponente kann sie verbessern. Die Stärke dieses Systems liegt darin, dass es die Suche nach Dokumenten auf dem eigenen Computer stark verkürzt und so mindestens hilft Zeit einzusparen. Darüber hinaus kann das System auch als „digitales
Tagebuch“ benutzt werden.
Der Rememberance Agent diente für einige weiter Systeme als Vorbild einer erfolgreichen Gedächtnisassistenz. Im gleichen Haus wird beispielsweise auch an DyPERS gearbeitet, einer multimedialen
Version der Gedächtnisunterstützung. Es werden Bildsequenzen aufzeichnet, die mit Einzelbildern
annotiert werden. Bilderkennung soll in späteren Situationen per Image-Information-Retrieval die
93
94
Kapitel III: Anwendungen
aufgezeichneten Videosequenzen wiederfinden. Eine Idee für den Einsatz ist, dieses multimedial
System als Museumsführer für eine BesucherIn einzusetzen, das System gleichzeitig aber auch als
AutorInnen-System zu verwenden, um die angebotenen zusätzlichen multimedialen Informationen zu
produzieren, z.B. die Aufzeichnung einer Führung durch eine menschliche FührerIn.
Unter dem Stichwort „Affective Wearable“8 wird ebenfalls am MIT daran gearbeitet, den emotionalen Zustand einer ComputerbenutzerIn anhand der Interpretation der aktuell gemessenen und über die
Zeit beobachteten Vitalwerte zu ermitteln. Dieser „persönliche Kontext“ kann dann als weiterer
Parameter in die persönliche Assistenz einfließen.
Steve Mann wird als der Pionier des Wearable Computing betrachtet. Er hat bereits in seiner
Schulzeit an tragbaren Computersystemen gebastelt und sie seit Anfang der 80er Jahre für seine
persönlichen Belange gebaut. Später beeinflusste er die Entwicklungen zu Wearable Computing am
MIT maßgeblich. Für ihn stand immer die Personalisierung dieser Geräte im Vordergrund, fast die
Verschmelzung zwischen Wearable Computer und BenutzerIn. Allerdings verfolgt er nicht das Ziel,
aus der TrägerIn einen Cyborg zu machen. Er geht davon aus, dass die BenutzerIn sich nach kürzester
Zeit so an das Wearable-Computing-System gewöhnen wird, dass sie es wie z.B. eine Brille als
Erweiterung ihrer selbst empfinden wird Eine seiner vielen Anwendungsideen ist, Wearable Computer als persönliches Sicherheitssystem in einem personalisierten Netz einzusetzen.
Witnessential Net / Safety Net
Anwendungsbereich Konsumentenmarkt
Aufgabe
Verbesserung der persönlichen Sicherheit bei gleichzeitiger Vermeidung
totalitärer Überwachungssysteme
Anforderungen
Anwender/Partner
S. Mann, Universität Toronto
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Hardware
Generation-3 WearComp mit Kamera und Bildübertragungsfähigkeit
Peripherie
Gerät zum Messen der Herzfrequenz, Gerät zum Messen der Schrittfrequenz
Software
GNU/Linux; Programm zum Aufnehmen und Übertragen von Bildern;
Programm zum Überwachen der Biosignale der TrägerIn
8
[Pic97b]
Konsumentenmarkt
Charakteristika
95
Das Computersystem ist in der Lage, automatisch Bilder aus der Position der
TrägerIn aufzunehmen und diese an vorher spezifizierte Mitglieder des
Sicherheitsnetzes zu übertragen. Der Zweck des Einsatzes ist es, Gewalttaten
und kriminelle Handlungen aufzudecken und in Zukunft zu vermeiden. Der
Unterschied zu fest installierten Überwachungssystemen ist die
Unabhängigkeit des Operators. Während Überwachungssysteme, die von nur
einer Institution kontrolliert werden, im allgemeinen zu den speziellen Zielen
genau dieser einen Institution genutzt und auch issbraucht werden können,
haben die Mitglieder des Witnessential Nets diverse Interessen, die im
Querschnitt den Interessen der gesamten Gesellschaft entsprechen.
Dieses Wearable-Computer-System verkörpert Steve Manns Konzept der
Humanistic Intelligence. Es soll in der Lage sein, als natürliche Erweiterung
der TrägerIn zu fungieren. Diese Eigenschaft wird durch eine ständige
Beobachtung der Herzfrequenz und Schrittfrequenz der TrägerIn erreicht.
Befindet sie sich z.B. in einer gefährlichen Situation, ist das Computersystem
in der Lage, dies anhand der erhöhten Herzfrequenz bei niedriger
Schrittfrequenz festzustellen. Die Bildaufnahme und –übertragung wird dann
automatisch initiiert.
So genannte „Menschenrechtsarbeiter“ sind für die Benutzung dieses
tragbaren IT-Systems prädestiniert, auch DemonstrantInnen können ihre
persönlichen Rechte dadurch wahren.
Vorteile
Es soll so eine Gesellschaft entstehen, in der Machtkonzentrationen vermieden
werden kann, ganz im Sinne der anarchistischen Philosophie.
Anwendungsfälle
Gewährleistung persönlicher Sicherheit durch Integration in ein Netzwerk
sensorische Überwachung der Vitalwerte der Trägerin
Alarmierung durch Bildübertragung
Referenzen
Quelle
Datum
[Man01a]
96
Kapitel III: Anwendungen
Jimminy - Mobiler Remembrance Agent (RA)
Anwendungsbereich Konsumentenmarkt
Aufgabe
Persönlicher Assistent zur Erinnerungs- und Gedächtnisunterstützung
Anforderungen
Das System soll ständig „über die Schultern“ seiner BenutzerIn schauen und
ihr online Zusammenfassungen von Gesprächsnotizen, alten E-Mails,
besuchten Web-Seiten, Artikeln und allen anderen digital vorliegenden
Informationen anzeigen, die für die TrägerIn des Wearables im aktuellen
Kontext gerade relevant sind. Bei der Präsentation der Informationen sind
zwei Bereiche einzubeziehen:
- die persönlichen digitalen Dokumente
- die individuellen physischen Umgebungen
Anwender/Partner
MIT (Massachusetts Institute of Technology), USA
Lösung
Status
Forschungsprojekte und –prototypen
Produkt
Software; kostenlos zum Downloaden in WWW zur Verfügung
Hardware
Wearable Computer mit einem monokularen, möglichst unscheinbaren HMD,
z.B. einem Clip-on, und einem Twiddler zur Steuerung bzw. zur Eingabe von
Text (die erste Generation, der Remembrance Agent, lief auf einem DesktopRechner). Der Wearable kann mit beliebigen Sensoren ausgestattet werden,
zZ. hat er passive Sensoren zur Positionsermittlung und zur Erkennung der
Anwesenheit anderer Personen (Infrarot oder RF und GPS). Darüber hinaus ist
er drahtlos vernetzt mit externen Sensoren bzw. mit anderen Rechnern.
Peripherie
Infrarot-Sender in jedem Raum zur Bestimmung des aktuellen Aufenthaltsorts
der BenutzerIn
Active Badges zur eindeutigen Markierung z.B. von anderen Personen
Software
UNIX-Betriebssystem mit Emacs Texteditor
Selbstentwickelter Software-Agent
Savant: Selbstentwickelte Information-Retrieval-Engine
Konsumentenmarkt
Charakteristika
97
Der Rememberance Agent nimmt alle Dokumente, die die BenutzerIn auf
ihrem Computer hat bzw. eingibt, und durchsucht diese mit Retrieval-Methoden, wie sie beispielsweise von Suchmaschinen im Web bekannt sind, nach
den relevanten Dokumenten für die aktuelle Situation. Der aktuelle Kontext
wird ermittelt aus
- der Uhrzeit
- dem Tag
- dem Ort
- der GesprächspartnerIn
- dem Thema der Unterhaltung.
Der Ort wird per Infrarot-Sensor ermittelt, die GesprächspartnerIn über ein
Active Badge, und die Unterhaltung anhand der Texteingabe der BenutzerIn.
Letztere erfolgt mit einer Hand per Twiddler. Die Qualität der automatisch
präsentierten Informationen kann erhöht werden durch die Integration weiterer
Informationen über die BenutzerIn oder durch die Einschränkung der
Domäne.
Angezeigt wird der Text in einem head-up display. Die Anzeige überlagert die
reale Sicht der BenutzerIn ohne sie zu überdecken. Die Zusammenfassungen
werden im unteren Teil des Displays angezeigt, ausgewählte vollständige
Texte im oberen Bereich.
Die BenutzerIn kann sich z.B. während einer Unterhaltung, eines Vortrags
oder einer anderen Gelegenheit Notizen machen und sie mit Informationen
über den aktuellen Kontext markieren. Die gespeicherten Informationen
können dann überall und immer abgerufen werden. In einer
Gesprächssituation findet das System z.B. relevante Informationen, die es
dann in den Gesprächspausen darstellt.
Vorteile
Die Zeit und der Aufwand, nach vorhandenen Informationen zu suchen, wird
stark reduziert.
Anwendungsfälle
persönliche Assistenz (Gedächtnisunterstützung, Erinnerungserweiterung,
Wahrnehmungserweiterung) bzgl. Texten.
Proaktive, kontextsensitive Informationspräsentation
Referenzen
Quelle
[Bar01], Kap. 16, S.513ff
[Rho00]
http://rhodes.www.media.mit.edu/people/rhodes/RA/ gesehen 30.11.01
Datum
1996-
98
Kapitel III: Anwendungen
DyPERS – Dynamic Personal Enhanced Reality System
Anwendungsbereich Konsumentenmarkt
Aufgabe
Persönlicher Assistent zur Erleichterung der Erinnerung und zur Ergänzung
der Wahrnehmung: Menschen verbinden mit Orten und Objekten, die sie
sehen bzw. hören, Erinnerungen. Wenn diese Dinge später wieder
wahrgenommen werden, sind mit ihnen häufig Assoziationen verbunden, die
so wachgerufen werden.
Anforderungen
Es soll eine multimediale Erinnerungserweiterung und
Wahrnehmungsergänzung geschaffen werden. Eine technische Wahrnehmung
muss realisiert werden, hier Objektidentifikation durch Bilderkennung in
bewegten Bildern.
Anwender/Partner
MIT
Lösung
Status
Forschungsprojekt
Produkt
Hardware
Wearable Computer ausgestattet mit einem see-through HMD mit Mikrofon,
Kopfhörer und einer Digitalkamera, drahtlos mit einem PC verbunden, auf
dem die großen Bilddatenmengen gespeichert werden.
Peripherie
Software
Objekterkennungssystem (aus bewegten Bildern und in Echtzeit)
Charakteristika
Die visuelle und auditive Wahrnehmung der BenutzerIn wird per Mikrofon
und Digitalkamera aufgenommen und gespeichert, wenn die BenutzerIn das
will. Diese Audio/Video-Sequenz wird durch BenutzerInnen-Eingabe mit dem
Foto eines Objekts assoziativ verbunden und gespeichert. Dieses Bild dient als
Schlüssel: Wenn das auf den Schnappschuss gespeicherte Objekt das nächste
Mal von der Bilderkennung identifiziert wird, wird der BenutzerIn die
gespeicherte Audio/Video-Sequenz präsentiert.
Vorteile
DyPERS fungiert als paralleler Wahrnehmungserinnerungsagent, der
kontinuierlich versucht, zu erkennen und zu erklären, worauf die Aufmerksamkeit der BenutzerIn gerade gerichtet ist. Das System ist so allgemein
konzipiert, dass es zu verschiedenen Zwecken (in verschiedenen Domänen)
eingesetzt werden kann, z.B. als erweitertes Tagebuch, als Lernumgebung
oder als Autorensystem für einen Museumsführer.
Insbesondere kann es einerseits zur Erstellung und andererseits zur
individuellen Erweiterung z.B. von Lernmaterial oder von Dokumentationen
eingesetzt werden.
Anwendungsfälle
Persönliche Assistenz (Gedächtnisunterstützung, Wahrnehmungserweiterung )
proaktive, kontextsensitive Informationspräsentation
multimediales Tagebuch
Objekterkennung in bewegte Bildern
Referenzen
Quelle
[Bar01], Kap. 16, S.518
[Schi01]
http://www-white.media.mit.edu/vismod/demos/dypers/ (gesehen 30.11.01)
Datum
Ca.1997-1998
Konsumentenmarkt
99
Wearable Internet Appliance (WIA) – das tragbare Internet
Anwendungsbereich Konsumentenmarkt
Aufgabe
Unverzüglicher Zugriff aufs Internet mit zusätzlichen besonderen
Dienstleistungen wie z.B. Unterhaltung in Form von Distance Learning,
Musik, Video und Spiele, GPS, Sprach-Kommunikation wie mit einem Handy
und Funkruf, interaktive Bankgeschäfte, Einkaufen und Börsenhandel.
Anforderungen
Einsatz z.B. im Büro, beim Einkaufen, in der Freizeit
Partner
MicroDisplay (Boulder, USA),
Hitachi (Tokyo, Japan),
Shimadzu (Kyoto, Japan),
Xybernaut (Fairfex, USA)
Lösung
Status
kommerzielle Vermarktung seit Weihnachten 2001 in den USA und in Japan
Produkt
Poma (USA) bzw. WIA (Japan)
Hardware
HandheldPC mit Clip-Befestigung am Gürtel
briefmarkengroßes SVGA Microdisplay (monokular) mit Headset
Sprachsteuerung
Peripherie
Tastatur und Maus anschließbar
Software
Windows CE 3.0
Spracheingabe
Charakteristika
Die BenutzerIn soll die Hände frei haben. Sie soll auf dem am Kopf zu
befestigenden Mikrodisplay eine Desktop-große Anzeige (13“) haben, das
Display aber jederzeit wegklappen können.
Vorteile
Klein, leicht und überall zu benutzen.
Anwendungsfälle
mobiles Internet (und alles, was Konsumenten interessieren oder Spaß machen
könnte)
Referenzen
Quelle
http://www.golem.de/0107/14926.html (veröffentlicht: 19.7.01)
http://www.hitachi.co.jp/Prod/vims/wia/eng/main.html (gesehen: 25.09.01)
c’t 18/2001, S. 29
Datum
8/2001
Kapitel IV
Tragbare Rechner und CPUs
Die rechnerseitigen Voraussetzungen für mobile, tragbare Computersysteme bestehen aus zwei zentralen Komponenten: aus der Etablierung drahtloser Netze und aus der Entwicklung mobil einsetzbarer
und tragbarer Rechner/CPU. In diesem Kapitel werden die verschiedenen Arten von am Körper tragbaren Endgeräten unterschieden und sowohl kommerziell verfügbare Rechner als auch Prototypen
und Forschungsunikate vorgestellt.
Die Palette der mobilen Endgeräte für Wearable Computing reicht von PDAs und Smartphones über
Rechner, die als Wearable Computer bezeichnet werden, „computerisierte“ Assessoires, wie Uhren
und anderer Schmuck, und in die Kleidung integrierbare Computer bzw. Unterhaltungselektronik, die
Smart Clothing genannt werden, bis hin zu intelligenten Stoffen. Als am Körper tragbare Geräte
kommen eigentlich nur Wearable Computer und Smart Clothing in Frage. Notebooks sind ausgeschlossen, da sie nicht für eine Benutzung in der Bewegung gebaut worden sind und sich auch nicht
dafür eignen, da sie zur Benutzung beide Hände erfordern sowie eine geeignete Unterlage. Ein Notebook und eine Auswahl kleiner portabler Computer, die an mancher Stelle fälschlicherweise
„wearable“ genannten werden, finden als Referenzgeräte dennoch Eingang in die vorliegende Studie.
Auch PDAs und Smartphones werden im folgenden kurz erwähnt, da ein Trend in Richtung Leistungserweiterung bei diesen beiden Gerätekategorien zu beobachten ist, so dass sie zukünftig für
einzelne Anwendungen evtl. als mobile, tragbare Endgeräte in Frage kommen. Außerdem macht der
von Xybernaut in den USA unter dem Namen „Poma“ und von Hitachi dem Namen „Wireless Internet Appliance (WIA)“ auf dem Japanischen Markt für Ende 2001 angekündigte Wearable Computer,
den Pocket- und HandheldPCs Konkurrenz Entwickelt wurde das Geräte in Kooperation mit Hitachi,
Shimadzu, Microdisplays und Microsoft. Die Vermarktung dieses Geräts ist Grund genug, einer kleinen exemplarischen Auswahl derartiger mobiler Endgeräte ebenfalls Beachtung zu schenken. Bzgl.
Endgeräten wie PDAs, Smartphones und Notebooks strebt diese Studie insbesondere bei den schematischen Beschreibungen keine Vollständigkeit an, da der Markt so umfangreich und so dynamisch
ist, dass das heute Dargestellte morgen schon wieder veraltet ist.
Kategorien mobiler, tragbarer Endgeräte
Weltweit konnten mehr als 30 verschiedene Arten bzw. Einzelexemplare so genannter Wearable
Computern ermittelt werden, die explizit für eine Benutzung in der Bewegung und für ein Tragen des
Computersystems am Körper entwickelt wurden. Ca. die Hälfte davon sind Eigenbauten und Forschungsprototypen, die andere Hälfte sind kommerziell gefertigte und vertriebene bzw. mit oder von
marktorientierten Firmen entwickelte Geräte. Jedes Computersystem, und somit auch jedes mobile,
tragbare, verfügt neben Ein- und Ausgabe-Devices über einen Rechner bzw. eine CPU. Bei dieser
Komponente handelt es sich um einen vollständigen, funktionsfähigen Computer mit einer breiten
Palette an Anschlussmöglichkeiten z.T. mit integrierten Interaktionsmöglichkeiten aber ohne externe
Ein-/Ausgabegeräte. Als Bestandteile gehören je nach Art des Gerätes z.B. Festplatten, Sound- und
Grafikkarte, Modem usw. dazu, insbesondere eine autarke, langlebige und leistungsstarke Stromversorgung.
101
102
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Neben den Wearable Computern, die man mit einem Gurtsystem oder in einem Rucksack am Körper
tragen kann, wird intensiv an der Intergration von Rechnerkomponenten in die Kleidung gearbeitet.
Diese Integration reicht von der Gestaltung modischer Kleidungsstücke mit Taschen und Laschen für
Computerkomponenten bzw. Unterhaltungselektonik und Ein-/Ausgabedevices über die Ausstattung
von Assessoires wie Uhren, Ohrringe und Broschen mit Computerfunktionalität bis hin zur Entwicklung leitender, intelligenter Stoffe. Dieser Entwicklungsbereich wird Smart Clothing genannt. Ob
Wearable Computer und Smart Clothing bzgl. der Unterbringung der erforderlichen Hardware-Komponenten am menschlichen Körper konvergieren werden, hat sich noch nicht herauskristallisiert. Das
SmartShirt der Firma Sensatex beispielsweise besteht aus leitfähigen Fasern, mit denen Sensoren und
die CPU oder eben auch der Wearable Computer verbunden werden kann. Momentan sind noch so
gut wie alle Komponenten eines mobilen, tragbaren Computersystems untereinander verdrahtet. Das
wird sich ändern, wie der Abschnitt über drahtlose Vernetzung später noch zeigen wird.
Darüber hinaus gibt es ein ständig wachsendes Marktsegment von Handheld-Computern, PDAs und
Smartphones, deren Leistungsfähigkeit fast kontinuierlich steigt und die mittlerweile sowohl über
Tragesysteme zur Befestigung am Körper der BenutzerIn verfügen als auch über eine steigende
Anzahl von Schnittstellen und Anschlußmöglichkeiten für Sensoren, so dass sie in naher Zukunft als
Rechnerkomponente für mobile, tragbare Computersysteme eingesetzt werden können.
Außerdem gibt es noch ein Marktsegment mit extrem kleinen, leichten, portablen PCs, die zwar nicht
explizit für die Benutzung in der Bewegung entwickelt wurden und die auch keine Notebooks sind,
die aber dennoch als Hinweis zu werten sind für den ungebrochenen Trend hin zur Miniaturisierung
der Rechentechnik und dem Streben nach mobilen Endgeräten. Es handelt sich bei diesen Computern
um konventionelle PCs, die am Einsatzort mit Ein-/Ausgabe-Devices und Stromversorgung versehen
werden müssen, um betrieben werden zu können. Auch sie werden als Wearable Computer bezeichnet, sind aber keine, da sie von der Bauart her nicht für die Benutzung in der Bewegung konzipiert
worden sind. In der vorliegenden Studie dienen sie als Referenz für die erreichbare Kompaktheit bei
PCs. Als Referenz herangezogen wird auch ein zz handelsübliches Notebook, das zwar ebenfalls
nicht in der Bewegung benutzt werden kann, jedoch über eine autonome Stromversorgung und integrierte Ein-/Ausgabe-Devices verfügt. Alle genannten Gerätearten werden unten in einem einheitlichen Schema beschrieben, um sie miteinander vergleichen zu können.
Wearable Computer & Smart Clothing
Anders als bei mobilen DesktopPCs, die sich im Prinzip nur in Details wie Prozessorleistung, Qualität
des Bildschirms oder den integrierten Schnittstellen unterscheiden, gibt es für Wearable Computing
eine Vielzahl von Rechnern, die sich deutlich voneinander abheben und nur einige wenige grundlegende Merkmale miteinander teilen. Gemeint sind hier nicht die eingesetzten Ein-/Ausgabe-Devices
– die bringen noch eine weitere Unterscheidungsdimension hinzu –, gemeint sind die Unterschiede,
die sich schon aus der Wahl der Komponenten für den Rechner selbst ergeben. Gemeinsam sind allen
Geräten folgende Eigenschaften:
•
während des Betriebs am Körper zu tragen bzw. zu befestigen, ohne in der Hand gehalten
werden zu müssen und ohne eine externe Ablage zu benötigen
•
klein, leicht und die Bewegungsfreiheit des Körpers nicht oder nur geringfügig einschränkend
•
mehrstündiger Dauerbetrieb, auch unter extremen Umgebungsbedingungen möglich
•
autarke, langlebige, leichte, wiederaufladbare Stromversorgung, die schon heute mit
einem Batteriewechselmodus ausgestattet sein sollte, der einen unterbrechungsfreien
kontinuierlichen Betrieb des Geräts ermöglicht (hot swappable)
•
vom Prinzip her universell einsetzbar und programmierbar, genauso wie die allseits
bekannten DesktopPCs
•
mit (Standard-)Schnittstellen für den Anschluss peripherer Geräte ausgestattet, z.B. zum
Anschluss von Ein-/Ausgabemedien, Sensoren etc
Technologien
103
Die Liste der zu beobachtenden Unterschiede bei den bisher realisierten Wearable Computer und
Smart Clothes ist mindestens genauso lang. Die Tabelle auf der folgenden Seite zeigt exemplarisch
einige Varianten der Hardware, die für Wearable Computing eingesetzt wird. Jedes aufgeführte
Modell repräsentiert jeweils eine Klasse von Hardware-Lösungen, die im folgenden beschrieben werden. Schematische Beschreibungen aller genannten und weiterer Geräte sind in den Produkteübersichten am Ende dieses Abschnitts zusammengefasst.
Prinzipiell kann man feststellen, dass alle Rechner als Bestandteil eines mobilen, tragbaren Computersystems mit Blick auf einen Anwendungsbereich entwickelt bzw. optimiert worden sind. Anders
als beim Desktop Computing ist es beim Wearable Computing nicht immer die Software, die aus
einem universell einsetzbaren Rechner ein spezialisiertes Anwendungssystem macht. Hier spielt
neben den Ein-/Ausgabe-Devices die Rechnerhardware eine zentrale Rolle bei der Anpassung an den
Anwendungsbereich und an die zu unterstützende Aufgabe. Folgende Charakterisierungen lassen
sich unterscheiden:
1
2
•
Aufgabenoptimierte Hardware: Der VuMan, ein von der Carnegy Mellon Universitiy
(CMU) in langjähriger Forschung und in mehreren Generationen entwickelter Wearable
Computer wurde auf eine spezielle Aufgabe hin entworfen und optimiert. Ziel war die
Unterstützung von WartungstechnikerInnen bei der Inspektion, speziell bei der Auswahl
und der Abarbeitung einer Checkliste. Ein anderes Beispiel eines aufgabenoptimierten
Designs ist das Wearable Scanning System der Firma Symbol Technologies, das zum
Einscannen von Barcodes entwickelt und ergonomisch dem Körper und der Bewegung
der BenutzerIn bei ihrer Tätigkeit angepasst wurde. Ein drittes Beispiel ist die mobile
WebCam von ART+COM. Dabei handelt es sich um ein auf Online-Reportagen spezialisiertes mobiles, tragbares Computersystem. Die hardwareseitige Optimierung hinsichtlich
des Anwendungsbereichs und der zu unterstützenden Tätigkeit ist auch und gerade bei der
Entwicklung von Ein-/Ausgabe-Devices zu beobachten. Die Optimierung ist meistens
verbunden mit der Umsetzung einer neuen Interaktionsmöglichkeit jenseits der DesktopMetapher. Neu gestaltet wird aber nicht nur die Hardware, sondern insbesondere die
Software.
•
Ergänzung der Kleidung: CharmIT ist ein modular aufgebautes Komponentensystem, das
je nach Anforderung der KundIn bzw. des Anwendungsbereichs mit unterschiedlichen
Ein-/Ausgabemedien verkauft wird. Beworben wird das Produkt mit Modenschauen, die
zeigen, wie chic Wearable Computer aussehen können, wenn sie getragen werden. Die
ersten Wearable Computer (50er und 70er Jahre), die heute also solche bezeichnet
werden, waren in Schuhe integriert, damit sie für Außenstehende weitgehend unsichtbar
blieben, da der Anwendungsbereich die Vorhersage beim Roulette war. Ein Beispiel neueren Datums sind die so genannten Watch-Computer, die wie eine Uhr am Arm getragen
werden. Darüber hinaus existieren z.B. von der CMU und von der University of Bristol,
aber auch von IBM, Alcatel1 und anderen kommerziell tätigen Firmen Designstudien zur
Integration von Computertechnologie in Schmuck und andere Assessoires. Im Rahmen
der Designstudien werden nicht immer Hochleistungsrechner integriert, meistens geht es
um die geschickte und formschöne Unterbringung von Ein-/Ausgabedevices, die dann
möglichst drahtlos mit einer CPU verbunden werden.
•
Integration in die Kleidung: Denkt man die Ergänzung der Kleidung um Computer konsequent weiter, dann liegt der Gedanke nahe, die Bestandteile eines mobilen, tragbaren
Computersystems in geeigneten Kleidungsstücken unterzubringen. Das MIThril-Projekt
des MIT MediaLab stellt ein solches Konzept dar: alle benötigten Komponenten werden
unsichtbar in eine Weste eingebaut. Ende Dezember 2001 ging die Ankündigung durch
die Medien, dass das MIT MediaLab zusammen mit Boeing an der Integration von
Wearable Computern in Raumanzüge2, d.h. die Arbeitskleidung von AstronautInnen
arbeiten wird. Für den Konsumentenmarkt haben Philips und Levis eine Jacke entwickelt,
in der Leitungen eingebaut sind, die zur Verbindung zwischen handelsüblicher Unterhaltungselektronik (Handy und MP3-Player) dienen. Die Firma Reima geht einen etwas
anderen Weg, sie hat eine Ski-Jacke so verändert, dass ebenfalls ein handelsübliches
[cz01],[mz01]
[WearSAT02]
104
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Mobiltelefon „eingesteckt“ werden kann, die Bedienung erfolgt jedoch durch Ziehen eingenähten Stofflaschen, so dass die TrägerIn telefonieren kann, ohne ihre Handschuhe ausziehen zu müssen. Diese Art von Geräten kann man wohl nicht ganz als Wearable
Computer bezeichnen, aber sie firmieren unter der Bezeichnung „Smart Clothing“ und
sind sehr wohl als Ansätze zur Realisierung von Wearable Computing zu werten.
Produkt
Spezifikation
Hersteller
Tragesystem
verfügbar
VuMan
Wearable Computer
(aufgabenoptimiert)
Carnegy Mellon
University (CMU)
am Gürtel zu tragen
Prototyp
CharmIT
Wearable Computer
Fashion
Charmed Technology,
Inc.
als Assessoires zur
Kleidung und an bzw.
in der Kleidung
modisch angepasst
tragbar
Produkt
MIThril
Smart Clothing
MIT MediaLab
Geräte und Kabel
werden unsichtbar in
ein Kleidungsstück
integriert, die Ein/Ausgabegeräte
werden nach außen
geführt
Prototyp
SmartShirt
Smarte Stoffe
Sensatex
leitfähige Fasern
werden in den Stoff
eines Shirts integriert;
CPU, Sensoren und
Ein-/Ausgabegeräte
sind direkt anschließbar
Produkt
PC Stick
Wearable Computer
ViA
per Clip am Hosengurt Produkt in
zu tragen
2002
WetPC
Underwater
Wearable Computer
WetPC Pty. Ltd. und
AIMS
in eine Taucherausrüs- Produkt
tung integriert bzw.
zusätzlich getragen
Cybercompanion
Rucksack auf dem
angekündigtes
Rücken und HMD auf Produkt
dem Kopf der BenutzerIn, Referenzsystem
für Tracking stationär
in der direkten Umgebung
Cybercom Wearable ARpanion
System
•
Integration in den Stoff: Seitens der Materialforschung wird seit langem an neuen Materialien und Fasern geforscht, die z.B. leitfähig sind oder eine Abschirmung gegenüber
elektrischen Feldern liefern, die sich selbstständig an die Umgebungsbedingungen anpassen usw. Für Wearable Computing steht von der Firma Sensatex nun ein Shirt zur Verfügung, in das die elektrischen Leitungen so eingewebt sind, dass eine Vielzahl von Geräten, insbesondere Sensoren, am Körper der TrägerIn untergebracht und mit einer CPU
verbunden werden können. Benutzt werden sollen solche Kleidungsstücke z.B. von kranken Personen, bei denen bestimmte Vitalwerte ständig gemessen werden müssen, oder
von Soldaten. Das SmartShirt stellt die Infrastruktur für die Verbindung zwischen verschiedenen elektronischen Komponenten zur Verfügung. Es taucht bei der Betrachtung
Technologien
105
dieser Lösung allerdings die Frage auf, ob beim zu beobachtenden Fortschritt der Entwicklung drahtloser körpernaher Netze diese Infrastruktur nicht besser auf nicht-materielle Weise bereitgestellt werden sollte. Doch da noch keine eindeutigen Erkenntnisse über
die gesundheitlichen Auswirkungen von Funknetzen usw. vorliegen, lässt sich hier kein
Urteil fällen. Auf jeden Fall bleibt die Notwendigkeit bestehen, Sensoren, Rechnereinheit
und Ein-/Ausgabe-Devices am Körper zu befestigen. Dieses Problem wird hinsichtlich
der expliziten Eingabe z.B. von Text oder Telefonnummern u.a. durch die Entwicklung
von waschbaren Tastaturen gelöst, die dann ebenfalls als Stoff in die Kleidung integriert
sind.
•
Universell einsetzbare, kompakte Rechner: Wearable Computer-Hersteller bemühen sich
natürlich darum, ihre Hardware so universell einsetzbar wie möglich zu gestalten, damit
Serien produziert und keine Einzelanfertigungen gemacht werden müssen. Dabei geht es
zz. immer noch um „kleiner, stärker, schneller“. ViA will beispielsweise Ende 2001 einen
neuen Wearable Computer herausbringen, der bei gesteigerter Leistungsfähigkeit kleiner
ausfällt und drahtlos mit den Ein-/Ausgabekomponenten verbunden sein soll. Auch der
neuste „Mobile Assistant“ von Xybernaut, der MA V, ist kleiner und schneller, und die
WearableGroup der CMU hat für 2002 die Vermarktung einer ultrakleinen, kompakten
mobilen, tragbaren CPU (Spot) angekündigt, die über Standardschnittstellen für den
Anschluss beliebiger peripherer Geräte verfügt. Xybernaut beschreitet mit der Entwicklung des MA TC, eines weiteren neuen Modells, einen neuen Weg, eine universelle Einsetzbarkeit mit einer individuellen Anpassung an den konkreten Anwendungsfall „unter
einen Hut zu bringen“: Der Rechner selbst ist unterteilt in eine universelle Rechnerkomponente und in eine kompakte Schnittstellenkomponente, die mit wenigen Handgriffen
voneinander zu trennen sind. Die Schnittstellenkomponente lässt sich so konfigurieren,
dass sie die vom Anwender benötigten Ein-/Ausgabe-Devices bedient, jede Bestellung
kann andere Schnittstellen enthalten.
•
Anpassung an die Umgebungsbedingungen: Der WetPC wurde für den Einsatz beim Tauchen entwickelt. Bei der Hardwareentwicklung muss in diesem Fall keine Rücksicht auf
Gewicht oder Wärmeableitung genommen werden, da diese Merkmale bei der Benutzung
unter Wasser keine Rolle spielt, die Robustheit gegenüber Feuchtigkeit und Außendruck
ist hier das Kriterium. Die Firma ViA ist in der Lage, ihre Produkte mit einer extrem
hohen Resistenz gegen Hitze auszurüsten, so dass sie z.B. von Feuerwehrleuten im Brandfall vor Ort benutzt werden können, serienmäßig werden solche Geräte allerdings noch
nicht produziert. Die für den militärischen Einsatz hergestellten Wearable Computer sind
ebenfalls überaus robust, das galt zumindest für den Phoenix 2, der bereits 1997 von der
Phoenix Group Inc. auch für zivile Zwecke verkauft wurde. So wie alle anderen militärischen Produkte wird er scheinbar nicht mehr produziert.
•
Anzulegen wie ein Werkzeug: Wearable Computer können wie ein Werkzeug benutzt und
in diesem Fall für die Bewältigung einer bestimmten Aufgabe angelegt werden, so wie
eine Lupe zur Begutachtung von Edelsteinen zeitweise vor dem Auge befestigt wird. Der
Cybercompanion von der gleichnamigen Firma ist ein solches Gerät. Es ist zz. mehr eine
mobile, tragbare Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Umgebung und kann nicht
ständig und in der alltäglichen Umgebung benutzt werden. Auch die meisten für klassische Augmented Reality-Anwendungen mit 3D-Visualisierung entwickelten mobilen,
tragbaren Systeme können im Moment nur zeitweise angelegt werden. Hier stehen noch
einige Verbesserungen bzgl. der Hardware und insbesondere auch bzgl. der Ein/Ausgabe-Devices und der Software aus, damit diese Systeme z.B. in die Kleidung integriert werden können.
Es gibt noch einige weitere Geräte, die in den folgenden schematischen Beschreibungen aufgeführt
werden, die allerdings in keine der genannten Kategorien fallen. Da ist z.B. der Matchbox PC von
Tiqit Computers, eine streichholzschachtelgroße CPU mit Festplatte und Schnittstellen, die allerdings
weder über ein Gehäuse noch über eine integrierte Stromversorgung verfügt. Dieses Produkt ist auf
dem Markt erhältlich, es eignet sich besonders gut als Komponente für die Integration in ein neu zu
entwickelndes Komplettsystem. Auch einige Forschungsprototypen wurden hier nicht eingeordnet, da
sie keine wirklich neu entwickelten Computer sind, sondern nur aus austauschbaren Standardkomponenten zusammengestellt wurden. Als schematische Beschreibungen sind sie dennoch interessant, da
106
Kapitel IV: Tragbare Rechner
sie zur Lösung spezieller Anwendungsprobleme eingesetzt wurden bzw. werden und ihre technologischen Eigenschaften insofern interessant sind, da sie Anforderungen an kommerzielle Systeme repräsentieren. In der folgenden Produktübersicht werden die einzelnen Wearable Computer, insbesondere
die kommerziell verfügbaren, ausführlich behandelt und verglichen.
Produktübersicht Wearable Computer
Wearable Computer sind Rechner, die am Körper getragen werden und auch in der Bewegung zu
benutzen sind. Sie müssen robust sein und auch unter harten Umweltbedingungen zuverlässig funktionieren. Weltweit konnten mehr als 30 verschiedene Arten bzw. Einzelexemplare ermittelt werden,
ca. die Hälfte davon sind Eigenbauten und Forschungsprototypen, z.T sind ihre Bestandteile allerdings nicht eindeutig identifiziertbar, d.h. die Papierlage bzw. die Online-Quellen geben keine genaue
Auskunft, so dass es sich bei einigen Prototypen auch um kommerziell verfügbare Geräte handeln
kann. Die zweite Hälfte der ermittelten Wearable Computer sind kommerziell gefertigte und vertriebene bzw. mit oder von marktorientierten Firmen entwickelte Geräte. Zz. sind ungefähr 11 Produkte
auf dem Markt, 4 weitere wurden für die nahe Zukunft angekündigt. Firmen, die Wearable Computer
für den zivilen Einsatz entwickeln, sind folgende:
•
Charmed Technology ist ein Spin-Off des MIT, das sich auf das Design von Wearable
Computern als modischem Zubehör zur Kleindung spezialisiert hat.
•
Symbol Technologies haben bereits vor mehreren Jahren ein ergonomisch gestaltetes und
weitgehend freihändig zu bedienendes Wearable Scanning System (WSS) entwickelt, das
von seinen Merkmalen her ein Wearable Computer ist. Das System wird kommerziell
eingesetzt und gilt bislang als der im wirtschaftlich Einsatz erfolgreichste Wearable Computer. Symbol bietet darüber hinaus auch Handheld-Barcodescanner, stationäre ScannerSysteme und Kommunikationssysteme an.
•
Tiquit Computer, ein Spin-Off der Stanford University, vermarktet die universitäre
Entwicklung einer streichholzschachtelgroßen CPU, inkl. Festplatte und diversen Schnittstellen. Der so genannte MatchboxPC hat kein eigenes Gehäuse und wird ohne eine spezielle Stromversorgung verkauft.
•
ViA hat bisher zwei Versionen eines Wearable Computers auf den Markt gebracht, die
sich in erster Linie hinsichtlich ihres Leistungsprofils unterscheiden. Es handelt sich um
universell einsetzbare CPUs mit einem sehr robusten Gehäuse und einer Vielzahl von
Standard-Schnittstellen, ausgestattet mit einer autonomen Stromversorgung. ViA hat sich
auf die Rechnereinheit spezialisiert, die mit einem Gürtel an der Taille getragen wird. Die
Firma bietet darüber hinaus nur noch extrem robuste in der Hand zu haltende Flat-PanelDisplays an, die auf Wunsch auch resistent gegen große Hitze erhältlich sind. Für die nahe
Zukunft haben sie einen noch kleineren und leistungsfähigeren Wearable Computer angekündigt, der etwas größer als ein Portemonnaie ist und z.B. mit einem Clip am Gürtel
befestigt werden kann.
•
Xybernaut Corp. hat seit Anfang der neunziger Jahre fünf verschiedene Wearable Computer entwickelt und vermarktet. Die neusten Produkte wurden jeweils in Kooperation mit
anderen Hard- und Software-Herstellern entwickelt bzw. werden von diesen vermarktet.
Xybernaut hat auf dem Wearable Computer-Markt eine Vormachtstellung inne, da die
Firma eine Vielzahl von Patenten rund um diese Ausprägungen mobiler Computertechnologie hält. Xybernaut ist die einzige Firma, die Wearable Computer als Komplettsystem
herstellt bzw. vertreibt. Die KundIn kann ihr System modular zusammenstellen und wählt
dabei aus einer Palette von proprietären oder zugelieferten Ein-/Ausgabe-Devices die für
ihre Anforderungen geeigneten aus. Zur Verfügung stehen CPU, Tragesysteme, HMD
oder FPD, Arm-Mounted-Keyboard, mobile Maus, Mini-WebCam etc., zz. werden diese
Komponenten noch per Kabel miteinander verbunden.
Ausgewählte Produkte der genannten Firmen sind in der folgenden Tabelle aufgelistet. Dargestellt
werden nur einige wenige, aber dafür wesentliche Eigenschaften kommerziell verfügbarer Rechner.
Größe, Gewicht und Akku-Laufzeit sowie die Trageeigenschaften sind die für den mobilen Einsatz
Technologien
107
besonders interessanten Parameter. Ausführliche Vergleichstests, wie sie z.B. von der Stiftung
Warentest oder der Zeitschrift c’t durchgeführt werden, liegen noch nicht vor.
Produkt CharmIT Kit
WSS 1040/1060
Matchbox PC
VIA II
MA IV TC
ViA, Inc.
Xybernaut
Corp.
Hersteller
Charmed
Technology, Inc.
Symbol
Technologies,
Inc.
Tiqit Computers, Inc
Prozessor
Pentium MMX
NEC V25
266-400 MHz
16 MHz
486-SX (AMD Transmeta
CrusoeTM
Elan SC410)
Haupt- 64-256 MB
speicher
Intel Pentium®
III, 400 MHz
(mobile)
66 MHz
600 MHz
640 KB
16 MB
SDRAM
64 - 128MB
DDR
64 - 192 MB
SDRAM
Festplatte
10 oder 20 GB
n.v.
1 GB
> 6.2 GB
12 -32 GB
Schnittstellen
1 USB
IrDA
2 seriell
WLAN 802.11
1 PS/2
2 seriell
1 parallel
VGA
1 USB
2 seriell
2 PCMCIA
Typ II
2 PS/2
VGA
duplex Audio
in/out (stereo)
S-Video in
2 USB
1 seriell
2 PCMCIA
Typ II
VGA oder
LVDS
duplex Audio
in/out (stereo)
Lithium-Ion
Akku (Dual)
intern:
NiMH-Akku
Netzteil
extern:
Lithium-Ion
Akku
2 PCMCIA
Typ II
Diskettenlaufwerk
VGA
IDE-Slave
Stromversorgung
2 CamcorderAkkus
Netzteil
Akkuwechsel
hot swappable
Betriebs 11 Std. (ohne
Display)
zeit
Tragesystem
in einer Gürteltasche
Betriebs Linux (vorinst.),
system Windows ≥98
Größe
in cm
k.A.
Gewicht k.A.
EinzellenLithium-Ionen
Akku
Backup: per
Superkondensator
z.B. SonyAkku,
Lithium-Ion
Akku,
Bleiakku, etc.
Docking-Station
KfzZigarettenanzünder (12V
oder 24V),
hot swappable
hot swappable
hot swappable
hot swappable
> 8 Std.
2-6 Std.
6 Stunden
intern: 1,5 Std.
DockingStation
Backup: 15 Min.
extern:
4-6 Std.
ergonomisch mit ein Gehäuse ist mit Gurt an der
Gurt und Ring an nicht vorhanTaille
Unterarm und
den
Zeigefinger
mit Gurtsystem
an der Taille
oder in einer
Weste
DR DOS
Windows <98
Windows ≥98,
Linux
Windows ≥98,
Linux
12,2 x 8,6 x 7,4
7,0 x 5,0 x 2,4
ca. 25 x 8 x 3,2 18,7 x 6,3 x
11,7
316 g
93 g
625 g
900 g (inkl.
interner Akku)
je externer
Akku: 454 g
108
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Auch für militärische Anwendungsbereiche werden seit langem Wearable Computer entwickelt, z.B.
von der Phoenix Group Inc. und von Rockwell Collins, einem der großen Rüstungsunternehmen der
USA. Die amerikanische Rüstungsindustrie ist vor einigen Jahren dazu übergegangen, die von ihnen
eingesetzten Technologien nicht mehr selbst zu entwickeln, sondern auch Produkte ziviler Firmen
einzukaufen und zu verwenden (off-the-shelf), so dass in jüngster Zeit scheinbar keine Eigenentwicklung mehr stattgefunden hat. Die für den militärischen Einsatz verwendeten Wearable Computer
werden in der Regel in die am Körper getragenen Waffensysteme integriert, wie man z.B. der
Berichterstattung zur Bewaffnung der in Afghanistan eingesetzten US-Soldaten entnehmen konnte.
Details zu diesen Systemen sind allerdings seit Ende Sommer 2001 nicht mehr frei zugänglich. In der
später noch folgenden schematischen Darstellung der Produkte und Prototypen werden deshalb nur
drei militärische Produkte vorgestellt (Phoenix2, Falcon und Trekker), die älteren Datums sind und
nicht mehr vertrieben werden.
Der Einsatz vom Wearable Computern ist die eine Klasse von Hardware für mobile, tragbare Computersysteme. Eine weitere Klasse sind Smart Clothings, die eine ähnliche Funktion wie die Wearable
Computer erfüllen, allerdings andere Trageeigenschaften besitzen. Ihrer Entwicklung liegt deutlich
der Wunsch zugrunde, das Gerät als solches noch weiter an den Rand der Wahrnehmung zu verbannen und durch die Integration in die Bekleidung einerseits Lust auf das Tragen eines solchen Systems
zu erzeugen, es andererseits aber im Sinne des Ubiquitous Computing in die Dinge des täglichen
Gebrauchs zu integrieren. Das sich Wearable Computer und Smart Clothing in Konkurrenz zueinander befinden, ist nicht zu bestreiten. Welches Konzept sich am Ende am Markt durchsetzen wird, ist
jedoch noch nicht entschieden. Bisher wird je nach Anwendungsbereich die eine oder andere Form
des Tragens bevorzugt, so dass zu hoffen ist, dass eine Heterogenität erhalten bleibt.
In den folgenden drei Abschnitten werden zu den skizzierten Klassen der mobilen, tragbaren Endgeräte einige Produkte, Prototypen und Forschungsexemplare schematisch beschrieben. Als erstes wird
die ganze Breite der Wearable Computer vorgestellt, gefolgt von einer Auswahl aus der Palette der
Smart Clothing, die von jeder bisher vorhandenen Art ein Beispiel enthält. In Anschluss werden
einzelne PDAs, Smartphones und HandheldPCs beschrieben, die zz. auf dem Markt sind. Als letztes
werden die mobilen, aber nicht tragbaren Referenzgeräte beschrieben. Die letzten beiden Kategorien
dienen der Referenz.
Produktbeispiele Wearable Computer
Mobile Assistant (MA) IV
Mobile Assistant (MA) TC
Mobile Assistant (MA) V
Poma
VIA II PC (Modell A und B)
PC Stick
CharmIT Kit
WSS 1040/1060 Wearable
Scanning System
WSS 1000 Wearable Scanning
System
MPC (Matchbox PC)
WetPC
cybercompanion
FAST (Factory Automated
Support Technology)
Spot Core Module
VuMan 3
VuMan 1 und II
Navigator 1 und II
V3 und WearCam
Oregon Wearable Computer
WearComp
Phoenix 2
Trekker
IBM´s wearable PC prototype
The Wearable
Mobile Assistant (MA) III
Wearable Computer
109
Mobile Assistant (MA) IV
Firma
Xybernaut Corp.
Adresse
http://www.xybernaut.de
Beschreibung
Der MA IV ist ein modular angelegtes Komplettsystem eines Wearable
Computers mit der Leistungsfähigkeit eines einfachen, leicht veralteten PCs.
Er ist mit 990g gegenüber dem Vorgängermodell ein Leichtgewicht. Bei den
Ein-/Ausgabedevices kann gewählt werden zwischen einem Headset mit
monokularem HMD, Mikrofon und Kopfhörer, einer Mini-Tastatur zum
Tragen am Unterarm, und einem Touchscreen, ebenfalls am Unterarm zu
tragen. Das Zeigegerät ist in das stoßfeste Gehäuse integriert. Falls weitere
Geräte angeschlossen werden sollen, kann ein Port-Replikator in den
Tragegürtel integriert werden.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
200 oder 233 MHz Intel Pentium® MMX
Hauptspeicher
32 bis 160 MB RAM
Festplatte
2,1 bis 32 GB Festplatte (herausnehmbare HDD), shock-mounted
Schnittstellen
PCMCIA: zwei Typ II oder ein Typ III
USB
Anschluss für Port-Replikator
HMD oder FPD (Toucscreen)
Full-Duplex Soundkarte (stereo), Line in/out (Audio)
Input/Output
integriert
Maus, Spracherkennung
Stromversorgung
externer Lithium-Ion-Akku, 4-6 Std. Betriebszeit
Zubehör
Port-Replikator mit Mikrofon-Eingang, Kopfhörer-Ausgang, Line-in, seriell,
parallel, SXGA, PS/2-Maus, PS/2-Tastatur, USB Ports, Floppy Drive
Miniport Replikator (Keyboard und Floppy Drive)
AC Netzteil/Ladegerät
Tragesystem
mit Gurtsystem an der Taille oder in einem Rucksack
Betriebssystem
Windows, Linux etc.
Eigenschaften
Größe
18,7 x 6,3 x 11,7 cm
Gewicht
900 g (je Batterie: 454 g)
Umgebung
Betriebstemperatur: 5°C – 35°C
Lagertemperatur: -20°C – 70°C
Luftfeuchtigkeit: 30 – 90% (nicht kondensierend)
110
Erweiterungen
Kapitel IV: Tragbare Rechner
XyberKey™ (Tastatur für das Handgelenk)
XyberView™ (HMD)
XyberCam™ (Mini-Webkamera)
XyperPanel™ (FPD); Aufrüstung auf DLR (bei Sonne lesbar)
Weste mit integrierter Batterie, CPU, FPD, Mini-Port-Replikator-Taschen,
Kabelkanälen
Rucksack zum Tragen der zusammengesetzten Einheit
Kfz-Ladegerät mit Adapter für den Zigarettenanzünder
Komplettausstattung modular
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
magnesium-legiertes Gehäuse
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/product/prod_des.htm
http://www.xybernaut.com/product/prod_lit.htm
http://www.xybernaut.com/downloadables/ma4.pdf
Datum
Gesehen: August 2001
Wearable Computer
111
Mobile Assistant (MA) TC
Firma
Xybernaut Corp.
Adresse
http://www.xybernaut.de
Beschreibung
Der MA TC (transferable core) ist der direkte Nachfolger des MA IV und
stellt neben der höheren Leistungsfähigkeit eines Prozessors aus der
stromsparenden mobile-Generation eine Perfektionierung seines Vorgängers
bzgl. der Schnittstellen dar. Die Schnittsellen sind in einer kompakten
Komponente zusammengestellt, die mit wenigen Handgriffen ausgetauscht
werden kann. Bei der Bestellung eines TC kann diese Komponente für die
speziellen Anforderungen des Einsatzbereichs individuell konfiguriert werden.
So ist der sowohl speziell als auch überaus flexibler und die BenutzerIn muss
keinen überflüssigen Ballast mit sich herumtragen.
Die Ein-/Ausgabedevices können wie beim MA IV modular gewählt werden,
so dass die Palette vom Headset mit monokularem halbdurchsichtigen HMD,
Mikrofon und Kopfhörer über die Unterarm-Tastatur bis zum Touchscreen
(normal oder im Sonnenlicht lesbar) reicht. Darüber hinaus sind auch Devices
von Fremdfirmen anschließbar, z.B. ein digitales Display.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Intel Pentium® III 400 MHz (mobile)
Hauptspeicher
64 bis 192 MB SDRAM
Festplatte
12 bis 32 GB Festplatte, shock-mounted
Schnittstellen
PCMCIA: zwei Typ II oder ein Typ III
USB
Line in/out (Audio)
Full-Duplex Soundkarte (stereo)
Optionale Peripherie-Anschlüsse:
S–Video Eingang,
1 PS/2 Tastatur/Maus
2 USB
3.5 mm (.13in) Mikrofoneingang
3.5mm (1.3in) Stereo Kopfhörerausgang
Betrieb ein/aus
Reset-Taste
1 seriell
für analoges Interface:
Head-Mounted Display (video/audio/COM1),
für digitales Interface:
LVDS
für Desktop Interface:
SXGA (1280x1040)
IDE für CD-ROM oder zweite HDD
LPT/FS shared
Ethernet (10/100BaseT)
Input/Output
integriert
Maus, Spracherkennung
Stromversorgung
interner NiMH-Akku, 1.5 Stunden Betriebsdauer, hot swapping möglich
externer Lithium-Ion-Akku mit 4-6 Stunden Betriebsdauer
Zubehör
112
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Tragesystem
mit Gurtsystem an der Taille oder an der Weste
Betriebssystem
Windows 95 / 98 / ME / NT / 2000, Linux und andere
Eigenschaften
Größe
18,7 x 6,3 x 11,7 cm
Gewicht
900 g (inklusive interner Akku) (je Batterie: 454 g)
Umgebung
Erweiterungen
XyberKey™ (Tastatur für das Handgelenk)
XyberView™ (HMD)
XyberCam™ (Mini-Webkamera)
XyperPanel™ (FPD); Aufrüstung auf DLR (bei Sonne lesbar)
Weste mit integrierter Batterie, CPU, FPD, Mini-Port-Replikator-Taschen,
Kabelkanäle
Plus XyberPort™ Multi-Use Connector
Komplettausstattung modular
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
magnesium-legiertes Gehäuse
integrierter Videoschnitt
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/product/prod_des.htm
http://www.xybernaut.com/product/prod_lit.htm
http://www.xybernaut.com/downloadables/tc.pdf
Datum
Gesehen: August 2001
Wearable Computer
113
Mobile Assistant (MA) V
Firma
Xybernaut Corp.
Adresse
http://www.xybernaut.de
Beschreibung
Der MA V ist die neueste Rechnergeneration von Xybernaut und wird in
enger Kooperation mit IBM hergestellt. Sie entspricht von der Leistung her
einem mittleren Notebook und verfügt über eine gute Auswahl an
Schnittstellen, so dass neben den Ein-/Ausgabedevices von Xybernaut auch
auf die Anwendung hin spezialisierte Interfaces oder die neuesten
Entwicklungen des Mikrodisplay-Marktes eingesetzt werden können. Durch
die Kooperation mit IBM konnte die Spracherkennung verbessert werden.
Darüber hinaus zeichnet sich das Gerät durch eine weitere Verringerung des
Gewichtes aus.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Intel mobile Celeron 500 MHz, 1.1 V Ultra Low Voltage, 128 KB L2 Cache
Hauptspeicher
128 MB SDRAM, erweiterbar auf 256 MB
Festplatte
2 GB interne HDD erweiterbar auf 5 GB, extern erweiterbar auf 32 GB
1 GB wechselbare HDD (CF)
Schnittstellen
Compact Flash
USB
FireWire
DC-IN Anschluss
LVDS
GVIF
CRT Monitoranschluss
UIP (User Interface Port)
PDP (Power Docking Port) für den Anschluss an den MA V Holster
Soundkarte, Full-Duplex, Stereo I/O
Input/Output
integriert
Spracherkennung
Stromversorgung
integrierter primärer Lithium-Ion-Akku
externe Akkus (hot swappable)
Zubehör
AC Netzteil/Ladegerät
Tragesystem
in einem Holster an der Taille oder am Gürtel
Betriebssystem
Windows 98 / NT / 2000, Unix, Linux
Eigenschaften
Größe
15,0 x 9,0 x 5,1 cm
Gewicht
445 g (je Batterie: 170 g)
Umgebung
Erweiterungen
MA V Holster
FPD (Touchscreen; normal oder bei Sonnenlicht lesbar) oder HMD
Mini-Tastatur
Zeige-Devide
Komplettausstattung modular
114
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Verfügbarkeit
Kommerziell
Sonstiges
Ruhezustandschalter
8 MB SDRAM Grafik-Speicher, dauerhaft
magnesium-legiertes Gehäuse
Besonderheiten
wird von IBM hergestellt
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/downloadables/MAVbrochure_2page.pdf
Datum
Gesehen: August 2001
Wearable Computer
115
Poma
Firma
Xybernaut Corp
Adresse
http://www.xybernaut.de
Beschreibung
Die Wearable Internet Appliance (WIA) ist in einer Kooperation zwischen
einem Wearable-Computer-, einem Prozessor-Hersteller, eine HMD-, einem
Mikrodisplay-Hersteller und einem Softwareproduzenten entstanden und zielt
auf den Einsatz auf dem Konsumenten-Markt ab. Das Gerät ist noch nicht
verfügbar, soll aber zum Weihnachtsgeschäft 2001 unter dem Namen „poma“
auf den amerikanischen Markt gebracht werden. Die bekanntgegebenen
Details zur WIA sind noch etwas dürftig. Man kann aber davon ausgehen,
dass das Gerät sich in der Klasse der PocketPCs und HandheldPCs behaupten
muss, da seine Leistungsfähigkeit in diesem Bereich angesiedelt ist. Es
unterscheidet sich von den anderen Geräten dieser Klasse insbesondere durch
das monokulare HMD an einem Headset mit Mikrofon und Lautsprecher. Ob
bei den KonsumentInnen schon eine Akzeptanz für einen am Kopf getragenen
Bildschirm vorhanden ist, wird sich nach der Produkteinführung zeigen. Wenn
dem so ist, kann man davon ausgehen, dass Wearable Computing sich
innerhalb kürzester Zeit rasend schnell verbreiten wird.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Hitachi 32-Bit 128 MHz RISC Prozessor mit Coprozessor
Hauptspeicher
32 MB
Festplatte
32 MB
Schnittstellen
Compact Flash
USB
SVGA (800x 600) 18 bit Farben
Maus
Tastatur
Input/Output
integriert
Spracherkennung
Stromversorgung
interner Akku (austauschbar)
Zubehör
Tragesystem
wird mit einem Clip an einem beliebigen Gürtel befestigt
Betriebssystem
Windows CE 3.0
Eigenschaften
Größe
14 x 9 x 2,6 cm
Gewicht
309 g (Display < 70 g)
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung Headset mit HMD, Kopfhörer und Mikrofon
Verfügbarkeit
Sonstiges
Besonderheiten
kommerziell (ab Ende 2001)
116
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Referenzen
Quelle
http://global.hitachi.com/New/cnews/E/2001/0719/index.html
http://www.golem.de/0107/14926.htlm
http://www.xybernaut.com/newxybernaut/Solutions/product/poma_product.ht
m
c´t 18/2001, Seite 29, Heise Verlag
Datum
Gesehen: September/Dezember 2001
Wearable Computer
117
VIA II PC (Modell A und B)
Firma
ViA, Inc.
Adresse
http://www.via-pc.com/
Beschreibung
Der ViA II PC ist eigentlich eine (stromsparende) CPU plus Festplatte in
einem umweltgeschützten Gehäuse, versehen mit einer guten Auswahl an
Schnittstellen für den Anschluss externer Devices wie Sensoren, Display und
Eingabedevices. ViA beschränkt sich bei der Produktion von Zusatzgeräten
und Erweiterungen auf zwei Touchscreen-Handheld-Displays (eines lesbar bei
Sonnenlicht, das andere bei schwachem Licht). Allerdings gibt es
Spezialanfertigungen dieser Geräte für den Einsatz unter härtesten
Temperaturbedingungen: für Katastropheneinsätze der Feuerwehr.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
166 MHz Cyrix Media Gxi
Hauptspeicher
64 MB DRAM (A) oder 64 MB DDR erweiterbar auf 128 MB DDR (B)
Festplatte
6.2 GB oder größer (2.5” ultra-low profile HDD)
Schnittstellen
PCMCIA: zwei Typ II oder ein Typ III
2 PS/2
1 RS-232
1 serielle für Kommunikation
USB
analoger Mikrofoneingang, Stereo Ausgänge (Onboard Full Duplex
Audiokarte)
SVGA für CRTs und LCDs
TM
(A) oder 600 MHz Transmeta Crusoe TM (B)
Input/Output
integriert
Stromversorgung
Lithium-Ion Batterie, 6 Stunden, hot swappable
Betriebs- / Ruhezustand-Schalter und Status-LED
Anschluss für Netzteil
Dual-Batterie smart bus Anschluss
Zubehör
Port-Replikator
Akku / Ladegerät
Tragesystem
wird mit Gürtel an der Taille getragen
Betriebssystem
Windows 98 (aufrüstbar auf Windows NT 4.0 (A), bzw. auf Windows 2000
oder NT 4.0 (B))
Eigenschaften
Größe
ca. 25 x 8 x 3,2 cm
Gewicht
625 g
Umgebung
Betriebstemperatur: 0°C - 55°C Gehäuse und
-20°C – 45°C Außentemperatur
Lagertemperatur: -20 – 65 °C (Gehäuse)
Luftfeuchtigkeit: im Betrieb 8 – 90%, nicht kondensierend
Erweiterungen
Pen Services
bei Sonnenlicht lesbares Display (800 x 600, SVGA oder 640 x 480, VGA)
bei schwachem Licht lesbares Display (800 x 600, SVGA oder 640 x 480,
VGA)
118
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
mechanischer Stoß: halbe Sinuswelle, 150 G/2 ms
PanelLink_Kabelverbindung zu FPD
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.via-pc.com/product/VIAIIPC/VIAIIPC.HTM
http:://WWW.VIA-PC.COM/DOWNLOAD/VIAIIPC.pdf
http://www.via-pc.com/DOWNLOAD/USERSGUIDE.PDF
Datum
Gesehen: August 2001
Wearable Computer
119
PC Stick
Firma
ViA, Inc.
Adresse
http://www.via-pc.com/
Beschreibung
Der PC Stick wird die neueste Generation eines Wearables Computers von
ViA werden. Er wird extrem klein, extrem leicht und sehr wenig Strom
verbrauchen. Seine äußere Form ist schon bekannt, nicht aber die technischen
Details. Der PC Stick ist für Ende 2001 für den amerikanischen Markt
angekündigt.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Transmeta Crusoe 600 oder 800 MHz
Hauptspeicher
Festplatte
Schnittstellen
USB
drahtlose Verbindung zu Monitor, Maus, Tastatur
Input/Output
integriert
Spracherkennung
(VoIP
Sprachübersetzung (MLTS)
Stromversorgung
Zubehör
Tragesystem
z.B. mit einem Clip am Gürtel
Betriebssystem
Windows 98 oder 2000
Eigenschaften
Größe
wie eine TV-Fernbedienung
Gewicht
200 g
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Produkt in 2002
Sonstiges
voraussichtlich Ende 2001 auf dem amerikanischen Markt erhältlich
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.via-pc.com/DOWNLOAD/PC_STICK.pdf
Datum
Gesehen: Juni 2001
120
Kapitel IV: Tragbare Rechner
CharmIT Kit
Firma
Charmed Technology, Inc.
Adresse
http://www.charmed.com
Beschreibung
Das CharmIT Kit ist ein Bausatz, bestehend aus einer dem PC/104-Standard
entsprechenden CPU, einer Festplatte und einigen Standardschnittstellen.
Erweitert werden kann (und muss) der Grund-bausatz um die
Stromversorgung sowie alle Ein- und Ausgabegeräte. Gedacht ist beim
Zusammenbau und auch bei der Zusammenstellung der Komponenten an eine
ganz individuelle Fertigung, z.B. an eine geeignete Integration der
verschiedenen Bestandteile in die Kleidung. Die Firma Charmed wurde von
einem der Pioniere der Wearable Computer, Thad Starner, MIT, gegründet
und wirbt mit Modenschauen für ihre Produkte.
Spezifikation
Wearable Computer Fashion
Prozessor
Pentium 266-400 MHz MMX
Hauptspeicher
64-256 MB
Festplatte
10 oder 20 GB
Schnittstellen
1 USB
2 seriell (1 intern, 1 extern)
2 PCMCIA
SVGA
100 Mb Ethernet
Input/Output
integriert
Stromversorgung
2 Standard-Camcorder-Batterien, Betriebsdauer: zusammen 11 Std. (ohne
Display), hot swappable
120V AC Netzteil für stationären Betrieb
Zubehör
Tragesystem
in einer Gürteltasche oder an einem Gürtel oder anders an die Bekleidung
angepasst
Betriebssystem
Linux (vorinstalliert), Windows 98 / NT / 2000
Eigenschaften
Größe
Gewicht
Umgebung
Wearable Computer
Erweiterungen
121
Everyday Use Battery Kit:
2 Doppelakku-Ladegeräte,
2 Batteriekabel,
6 7.2V 40Whr Li-Ion Akku mit Clip
Everyday Use Bundle:
1 CharmIT Kit,
1 Everyday Use Battery Kit
1 Gürteltasche
1 Twiddler2
1 Mini USB hub
CharmIT Everyday B/W Display Bundle:
1 Everyday Use Bundle
1 M1- Display (TekGear)
CharmIT Everyday Color Display:
1 Everyday Use Bundle
1 MicroOptical Display
Komplettausstattung Bausatz mit verschiedenen Kits
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Aluminiumgehäuse
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.charmed.com/catalog/
Datum
Gesehen: November 2001
122
Kapitel IV: Tragbare Rechner
WSS 1040/1060 Wearable Scanning System
Firma
Symbol Technologies, Inc.
Adresse
http://www.symbol.com
Beschreibung
Der Wearable Computer von Symbol ist ein Computersystem, das auf die
„beiläufige“ Datenaufnahmen – das Lesen von Barcodes – hin optimiert ist.
Die Hardware, bestehend aus dem Computer und einem miniaturisierten
Laserscanner, ist ergonomisch optimal an die primäre Aufgabe der BenutzerInnen angepasst (manueller Transport von Gütern) und so gestaltet, dass sie
in ihrer körperlichen Bewegungsfreiheit nicht eingeschränkt wird und der
Benutzung des Systems kaum Aufmerksamkeit schenken muss. Das System
lässt sich im Rahmen dieser primären Aufgabe an die Gegebenheiten der
speziellen Anwendungsfirma anpassen, z.B. durch den Einsatz eines anderen
Scanners, und es lässt sich erweitern, z.B. durch die drahtlose Integration in
ein Firmennetz bzw. ein umfassendes Prozesssteuerungssystem. Im Gegensatz
zu vielen anderen Wearable Computern sind kaum Schnittstellen für den
Anschluss anderer Devices oder Sensoren vorgesehen, so dass die
Variationsmöglichkeiten relativ eingeschränkt sind. Im Gegensatz zu anderen
Wearable Computern ist dieses System aber nicht nur ein Prototyp und nicht
nur im Feldversuch getestet, sondern es wird seit Jahren erfolgreich
kommerziell eingesetzt.
Spezifikation
Wearable Wrist Computer
Prozessor
NEC V25 16 MHz
Hauptspeicher
640 KB
Festplatte
Schnittstellen
Schnittstelle zur Ladestation: Serieller IR-Anschluss; max. 38,4 kB
Input/Output
integriert
Display: 4 Zeilen x 20 Zeichen oder
8 Zeilen x 20 Zeichen; FSTN
LCD-Display mit Hintergrundbeleuchtung
Membrantastatur mit 27 Tasten und Hintergrundbeleuchtung
Netzwerk: Spectrum24®, Datenübertragungsgeschwindigkeit:
WSS 1060: 11 Mbps, WSS 1040: 1 Mbps
Antenne: intern, variabel
Frequenz: abhängig vom Einsatzland; in der Regel 2,4 bis 2,5 GHz
Kompatibilität: FCC Teil 15 (nur USA), ETSI 300.328 (Europa), RCD STD33 (Japan)
Stromversorgung
Akku: Einzellen-Lithium-Ionen (1200 mAh), Ladezeit 140 Min.,
Backup-Stromversorgung: Superkondensator mit einer Backup-Zeit von 15
Minuten
Betriebszeit: länger als 8 Std.
Zubehör
Tragesystem
ergonomisch an Unterarm und Zeigefinger, mit einem Gurt und einem Ring
befestigt
Betriebssystem
DR DOS
Eigenschaften
Größe
12,2 x 8,6 x 7,4 cm ( B x L x H)
Gewicht
316 g (350 g mit Mikro-Funkmodul für den Nahbereich)
Wearable Computer
Umgebung
123
Einsatztemperatur: -20 bis 50 C
Lagertemperatur: -40 bis 60 C
Luftfeuchtigkeit: 5 bis 95% (nicht kondensierend)
Erweiterungen
Komplettausstattung Ring-Scanner RS 1 oder ein anderer proprietärer Laser-Scanner
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
ftp://symstore.longisland.com/symstore/pdf/ws104ger.pdf
Datum
Gesehen: August 2001
124
Kapitel IV: Tragbare Rechner
WSS 1000 Wearable Scanning System
Firma
Symbol Technologies, Inc.
Adresse
http://www.symbol.com
Beschreibung
Das WSS 1000 wurde auch bekannt unter dem Namen “WWC 1000 –
Wearable Wrist Computer”. Es ist der bisher am häufigsten verkaufte
Wearable Computer und Vorgängermodell der WSS 1040/1060. Die
Technologie hat sich bewährt, so dass dieses Modell sich nur in kleinen
Details von seinen Nachfolgern unterscheidet.
Spezifikation
Wearable Wrist Computer
Prozessor
NEC V25 16 MHz
Hauptspeicher
640 K RAM
Festplatte
Schnittstellen
Dockingstation Interface: 38.4K maximale Baudrate IR, serieller Anschluss,
Power
Input/Output
integriert
4 Zeilen x 20 Zeichen oder 8 Zeilen x 20 Zeichen backsplits FSTN LCD
27-key hintergrundbeleuchtete Membran-Tastatur
Short-range microradio (wireless printing) optional
Spectrum One® (I) oder Spectrum24® (II)
Antenne:
(I): intern; (II): intern, variabel
Frequenz:
(I): 902-928 MHz (Frequenzmodulation)
(II): 2,4-2,5 GHz (länderabhängig)
Modulation: mehrfach, Softwaregesteuert
Datenrate:
(I): 60,6 Kbps; (II) 1 Mbps
Regelkonformität:
(I): erfüllt FCC Teil 3 (Nur für USA)
(II): FCC Teil 15 (nur für USA), ETSI 300, 328 (Europa), RCD STD-33
(Japan)
Stromversorgung
Einzellen Lithium-Ion Akku (1200mAh), 140 Min. Ladezeit
starker Kondensator erbringt 15 Minuten Backup-Zeit
Betriebszeit: länger als 8 Std.
Zubehör
Tragesystem
ergonomisch an Unterarm und Zeigefinger, mit einem Gurt und einem Ring
befestigt
Betriebssystem
DR DOS
Eigenschaften
Größe
12,2 x 8,6 x 7,4 cm
Gewicht
WSS 1000: 240g, WSS 1010: 270g
Umgebung
Betriebstemperatur: -0° bis 50°C und –20°C mit Kälteeinheit
Luftfeuchtigkeit: 5 – 95%, nicht kondensierend
Erweiterungen
Komplettausstattung RS 1 Ring Scanner oder ein anderer proprietärer Scanner
Wearable Computer
Verfügbarkeit
125
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.symbol.com/products/barcode_scanners/barcode_wearable_wsc_
wss1000.html
Datum
Gesehen: August 2001
126
Kapitel IV: Tragbare Rechner
MPC (Matchbox PC)
Firma
Tiqit Computers, Inc
Adresse
http://www.tiqit.com/
Beschreibung
An der Stanford-Universität wurde die Miniaturisierung der
Computertechnologie so weit getrieben, dass ein vollwertiger PC entstand, der
nur die Größe einer Streichholzschachtel erreicht. Da ist der Schritt zum
Wearable Computer nicht mehr weit. Die universitäre Entwicklung wurde mit
der Gründung der Firma Tiqit zum Produkt gemacht.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
66 MHz 486-SX (AMD Elan SC410)
Hauptspeicher
16 MB SDRAM
Festplatte
wechselbare 1 GB IBM Microdrive HDD; fester 16 MB Flash-Speicher
PS/2; 2 serielle; 1 parallele
VGA
Ethernet
Diskettenlaufwerk-Anschluss
DIE-Slave elektrisch kompatibel mit Standard DIE-Laufwerken (kein Adapter
im Lieferumfang enthalten)
Schnittstellen
Input/Output
integriert
SVGA Resolution (800x600), 256 colors XVGA Resolution (1024x768), 16
colors
Stromversorgung
6.5-40V ungeregelter Gleichstrom unreguliert mit 3-7.5 Watt. Kann auch mit
5 V geregeltem Gleichstrom mit 2.5-6 Watt betrieben werden.
Betrieb auch mit Sony-Akkus, Li-Ion Akku, Kfz Zigarettenanzünder, 12V
oder 24V Bleiakku, etc.
Betriebsdauer: 2-6 Std.
Zubehör
Port Expander (angeschlossen am VHDCI)
Tragesystem
nicht vorgegeben; das Gehäuse muss individuell entwickelt werden
Betriebssystem
Eigenschaften
Größe
7,0 x 5,0 x 2,4 cm (ohne Batterie und Erweiterung)
Gewicht
93 g
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
VHDCI
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.tiqit.com/specifications.html
Datum
Gesehen: August 2001
Wearable Computer
127
WetPC
Firma
WetPC Pty Ltd
Adresse
http://www.wetpc.com.au
Beschreibung
Der WetPC ist für den Einsatz unter Wasser entwickelt worden. Ergänzt wird
er um ein Display, das in die Taucherbrille integriert wird, und um ein
geeignetes mit einer Hand zu bedienendes Eingabegerät. Die
Umgebungsbedingungen fordern eine Robustheit gegenüber hohem Druck,
das Gewicht des Gerätes ist dem gegenüber zu vernachlässigen.
Spezifikation
Underwater Wearable Computer
Prozessor
Pentium 266 MHz
Hauptspeicher
64 MB (erweiterbar)
Festplatte
Schnittstellen
1 seriell RS232, 1 parallel
Input/Output
integriert
Stromversorgung
Nickel Cadmium Akkupack (wechselbar)
Zubehör
Tragesystem
in eine Taucherausrüstung integriert
Betriebssystem
MS-DOS 6
Eigenschaften
Größe
11 x 7 x 16 cm, 11 x 7 x 24 cm (mit Akku für 8 Stunden)
Gewicht
1800 g , 4000 g (inkl. Akku)
Umgebung
druckbeständig: 30 m Betrieb (keine Kompensation), >50 m (kompensiert)
Erweiterungen
PC/104-Board
Komplettausstattung The Kord®Pad (5-Tasten-Eingabegerät per seriell/parallel)
monokulares HMD (1 Bit monochrome, 720 x 280 Pixel)
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Der WetPC war der erste tauchfähige Computer, der universell einsetzbar ist.
Er wurde seit 1993 am Australian Institute of Marine Science (AIMS)
entwickelt und wird nun von einer Firma vermarktet.
Besonderheiten
tauchfähig
Referenzen
Quelle
http://www.aims.gov.au/wetpc/index.html
http://wetpc.com.au/
Datum
Gesehen: Oktober 2001
128
Kapitel IV: Tragbare Rechner
cybercompanion
Firma
Cybercompanion
Adresse
http://www.cybercompanion.de
Bescheibung
Der Cybercompanion ist zwar ein am Körper tragbares Gerät – er wird in
einem Rucksack getragen – die Funktion, für die er entwickelt wurde, ist aber
räumlich sehr stark eingegrenzt. Im Prinzip kann man beim Cybercompanion
eher von einem mobilen Virtual-Reality-System sprechen. Diese Umsetzung
ist eine enorme Leistung, man kann auf die Weiterentwicklung und auf die
Markteinführung gespannt sein.
Spezifikation
Wearable VR-System
Prozessor
Intel Pentium III 933 MHz
Hauptspeicher
512 MB
Festplatte
20 GB
Schnittstellen
Input/Output
integriert
Wireless LAN
Wireless Audio/Video
Stromversorgung
2 Akku-Einheiten, hot swapping, 4 Stunden
Zubehör
Transparentes binokulares HMD (Glastron von Sony)
Tragesystem
Im Rucksack
Betriebssystem
Windows NT oder 2000
Eigenschaften
Gewicht
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kurz vor der Markteinführung
Sonstiges
3D Grafikkarte (passend für Virtual Reality und high-end Multimedia
Applikationen)
konfigurierbar für verschiedene Applikationen:
weniger Performance
weniger Gewicht
längere Benutzung
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.cybercompanion.de
Datum
Gesehen: August 2001
Wearable Computer
129
FAST (Factory Automated Support Technology)
Universität
Georgia Tech Research Institute (GTRI)
Adresse
http://www.gtri.gatech.edu/
Beschreibung
Eine Gruppe des “Multimedia in Manufacturing Education Laboratory” und
später des „Electro-Optics, Enviroment and Materials Laboratory“ des
Georgia Tech Research Institute hat mehrere Generationen eines Wearable
Computers entwickelt. Sie werden eingesetzt für ein EPSS (electronic performance support system), das in Fabriken zum realtime-Training und zur
Steigerung der Produktivität bzgl. der Verwaltung und Instandhaltung der
Fabrikanlage dienen soll. Wobei mit „realtime-Training“ nicht die
Ausbildung, sondern eine „Weiterbildungung“ während der täglichen Arbeit
gemeint ist.
Die Gruppe hat ihren Schwerpunkt auf der Software, die Hardware ist nur
Mittel zum Zweck und nicht vorrangiges Interesse. Und dennoch haben sie der
Hardware-Entwicklung viel Aufmerksamkeit gewidmet, da die Akzeptanz und
die Einsetzbarkeit des Systems stark von den Hardware-Eigenschaften
beeinflusst wird. Darüber hinaus war z.B. eine ausdauernde Stromversorgung
ein Problem, das gelöst werden musste. Neben den Eigenentwicklungen hat
die Gruppe aber auch kommerziell verfügbare Systeme eingesetzt.
Das entwickelte EPSS, FAST genannt, erfüllt die Funktion eines
multimedialen Informationssystems und kann per Sprache gesteuert werden.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
200 Mhz Pentium mit MMX
Hauptspeicher
72 MB RAM
Festplatte
2-8GB 2.5" HDD
Schnittstellen
2 PCMCIA
USB
SVGA Grafikkarte
wireless LAN
Audio/Video
Spracherkennungssoftware
Input/Output
integriert
Stromversorgung
Akku, Betriebsdauer mind. 8 Std.
Zubehör
monochromes HMD mit 640 x 480 Auflösung
Mikrofon mit Nebengeräusch-Unterdrückung
Kopfhörer
Tragesystem
Mit Gürtel an der Taille
Betriebssystem
PC Betriebssystem, z.B.: Windows 98 / NT, Linux
Eigenschaften
Größe
Gewicht
Umgebung
kreditkartengroßes Motherboard
130
Erweiterungen
Kapitel IV: Tragbare Rechner
am Kopf getragene Kamera
handgesteuertes Zeige-Device
Software zum Senden/Empfangen von Videos
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Prototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://gtresearchnews.gatech.edu/reshor/rh-spr99/fast.html (gesehen: August
2001)
Datum
1995-1999
Wearable Computer
131
Spot Core Module
Universität
Wearable Group at Carnegie Mellon University
Adresse
http://www.wearablegroup.org/
Beschreibung
Der Spot ist die neueste Entwicklung der WearableGroup der Carnegie Mellon
University (CMU), einer Institution, die sich seit Jahren mit der Entwicklung
von Wearable Computern befasst. Der Spot ist bisher das kleinste und
schnellste Gerät. Er ist nach Designstudien mit Körperstudien zur
ergonomischen Anpassung des Geräts an den Körper und die Bewegungen des
Menschen entstanden. An der CMU wird darüber hinaus intensiv an der
Entwicklung von am Körper tragbaren Ein- und insbesondere Ausgabedevices
gearbeitet, u.a. an Schmuck mit Lautsprecher und Mikrofon und an taktilen
Displays zum Tragen an der Schulter.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Intel StrongARM SA-1110 mit 59-206MHz
Coprozessor Intel StrongARM SA-1111 mit 144MHz
Hauptspeicher
8 x 256-MB Toshiba SDRAM (läuft auf halber Taktfrequenz des Prozessors)
Festplatte
4 x 128-MB Intel StrataFlash
Schnittstellen
USB
PCMCIA: ein Type II, intern
in das Lucent WaveLAN Gehäuse (ORINOCO Schnittstelle) integrierte
Antenne
digitale grafische Schnittstelle (SiliconImage SiI-164 DVI Anschluss.
Optionaler kompakter Anschluss mit 5V Stromleitung und RS-232 Leitungen
für Touchscreen Rückmeldung)
CompactFlash: ein Type II, extern erreichbar
Audio: Philips UDA1341 via SA-1111 Seriellem Audio Controller. Zwei
2.5mm Stereo Anschlüsse Ein-/Ausgang
RS-232 (kompakter Anschluss für SA-1110 UART3. (UART1 ist neben dem
DVI-Anschluss angeordnet.) Automatische Ausschaltfunktion)
Entwicklungsanschluss: JTAG header mit integriertem Reset-Schalter
Input/Output
integriert
Stromversorgung
460mA, 12V (maximaler Stromfluss der IBM Microdrive HDD und des
Lucent WaveLAN/IEEE Controllers, ohne Peripheriegeräte wie zum Beispiel
USB oder DVI Geräte)
Zubehör
Tragesystem
Wurde noch nicht vorgestellt
Betriebssystem
Eigenschaften
Größe
15,2 x 7,6 x 2,5 cm
Gewicht
269 g (ohne Akku)
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
132
Verfügbarkeit
Kapitel IV: Tragbare Rechner
2002 kommerziell verfügbar
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.wearablegroup.org/hardware/spot/index.html
Datum
Gesehen: August/Oktober 2001
Wearable Computer
133
VuMan 3
Universität
Wearable Group at Carnegie Mellon University
Adresse
http://www.wearablegroup.org/
Beschreibung
Der VuMan 3 ist vorerst die letzte Instanz in der Reihe der speziell für die
Inspektion und Wartung technischer Anlagen entwickelten tragbaren
Computersysteme. Ziel war es, einen Wearable Computer zu entwickeln, der
wirklich in jeder Bewegung und Lage benutzt werden kann, ohne die
BenutzerIn in ihrer Bewegungsfreiheit und bei der Durchführung ihrer
primären Aufgabe zu behindern. Das Gerät wurde im Praxistest bei der
Wartung von Amphibienfahrzeugen der U.S. Marines getestet und als
erfolgreich hinsichtlich der Reduzierung des Aufwands bei StandardInspektionen bewertet. Das Gerät erhielt 1995 den International Design
Award.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
80386EX 20Mhz
Hauptspeicher
1 MB – 420 MB
Festplatte
Schnittstellen
PCMCIA
Video-Ausgang (720 x 280 Pixel)
Input/Output
integriert
Eine „Wählscheibe“ mit 3 Auswahl-Button
Stromversorgung
Verbrauch: 2 W
Zubehör
Headset mit monokularem HMD
Tragesystem
mit Gürtel an der Taille
Betriebssystem
Eigenschaften
Größe
12,7 x 15,9 x 5,1 cm
Gewicht
794 g
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Prototyp vom Dezember 1994
Sonstiges
Besonderheiten
das Eingabe-Interface kann auch mit Handschuhen sicher benutzt werden
Referenzen
Quelle
Smailagic et al 1998/1028
Datum
1994
134
Kapitel IV: Tragbare Rechner
VuMan 1 und II
Universität
WearableGroup at Carnegie Mellon University
Adresse
http://www.wearablegroup.org/
Beschreibung
Seit 1990 forscht und entwickelt eine Gruppe an der Carnegie Mellon University an Computersystemen für den Einsatz bei der Inspektion und Wartung
technischer Systeme. Der Fokus liegt auf der einfachen Benutzbarkeit im
mobilen Einsatz und insbesondere auch auf guten Trageeigenschaften und der
Akzeptanz. Darüber hinaus pflegt man an der Carnegie Mellon University bei
der Entwicklung von Hardwaresystemen eine intensive Beteiligung der betroffenen BenutzerInnen und hat eine Strategie entwickelt, diese so in den Designprozess zu integrieren, dass sie sich mit dem zu entwickelnden System identifizieren. Der Vorteil dieser Methode ist, dass die Akzeptanzproblematik
entschärft wird. Im Laufe der Jahre sind mehrere Generationen des VuMan
entstanden, in der folgenden Beschreibung werden die ersten charakterisiert,
die letzte Version wird separat beschrieben.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
80188 8Mhz (I); 80188 13Mhz (II)
Hauptspeicher
8 KB - 512 KB (I); 512 KB - 1 MB (II)
Festplatte
Schnittstellen
Videoausgang (720 x 280 Pixel)
PCMCIA (II)
Input/Output
integriert
3 Buttons
Stromversorgung
Verbrauch: 3,8 W (I) bzw. 1,1 W (II)
Zubehör
Tragesystem
mit Gürtel an der Taille
Betriebssystem
Eigenschaften
Größe
26,7 x 13,3 x 7,6 cm (I); 12,1 x 11,4 x 3,5 cm (II)
Gewicht
1497 g (I); 453 g (II)
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Prototypen vom August 1991 und vom Dezember 1992
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.wearablegroup.org/hardware/vuman/index.html (wird wegen
„Aufbau“ noch auf http://www.cs.cmu.edu/~wearable/vuman.html umgeleitet)
[Smail98]
Datum
1990-1998
Wearable Computer
135
Navigator 1 und II
Universität
WearableGroup at Carnegie Mellon University
Adresse
http://www.wearablegroup.org/
Beschreibung
Der Navigator ist die Entwicklungslinie eines weiteren Typs eines Wearable
Computers der WearableGroup der Carnegie Mellon University. Der Einsatz
dieses Geräts war nicht so spezifisch angelegt wie bei der Entwicklung des
VuMan, so dass die Beteiligung von BenutzerInnen am Designprozess
wesentlich geringer ausfiel. Darüber hinaus wurden für den Navigator
vorwiegend Standard-Hardwarekomponenten verwendet. Das System dient als
Campus-Informationssystem und ist vollständig sprachgesteuert.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
80386 26MHz (I)¸486SX 33MHz DSP (II)
Hauptspeicher
16 MB – 85 MB (I)¸12 MB – 420 MB (II)
Festplatte
Schnittstellen
Input/Output
integriert
Maus (I), Joystick (II)
Videoausgang (I: 720 x 280 Pixel, II: 640 x 480 Pixel)
GPS (I)
Spracherkennung
Stromversorgung
Verbrauch: 7,5 W
Zubehör
Private Eye HMD (I)
Tragesystem
mit Gürtel und Rucksack an der Taille
Betriebssystem
Unix
Eigenschaften
Größe
18,4 x 25,4 x 7,6 cm (I); 14,7 x 27,2 x 8,1 cm (II)
Gewicht
4082 g (I); 1814 g (II)
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Prototypen, Fertigstellung: Juni 1993 (I) und 1995 (II)
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
[Smail98]
http://www.wearablegroup.org/hardware/navigator/index.html (gesehen:
Dezember 2001)
Datum
1993-95
136
Kapitel IV: Tragbare Rechner
V3 und WearCam
Universität
The University of Birmingham
Adresse
http://www.bham.ac.uk/
Beschreibung
WearCam war ein studentisches Projekt, in dem an der School of Electronic &
Electrical Engineering der University of Birmingham ein Wearable Computer
entwickelt und getestet wurde. Es entstand im Rahmen der Wear-IT.netInitiative und wird in einem Folgeprojekt – V3 – aufgrund der Ergebnisse der
Evaluation verbessert. Eingesetzt wurde dieser Wearable Computer
beispielsweise in einer Fallstudie zum Einsatz neuester IT-Technologie in der
Archäologie.
Spezifikation
Wearable Computer / Smart Clothing
Prozessor
Pentium MMX 266 MHz / Pentium III 500 MHz
Hauptspeicher
64 bis 128 MB RAM
Festplatte
6,5 bis 17 GB Die HDD
Schnittstellen
USB, parallel, seriell
IDE
10-Base-T
LCD, VGA
Input/Output
integriert
Stromversorgung
Akku, 8 Stunden Betriebsdauer
Zubehör
Tragesystem
z.B. mit Gürtel an der Taille
Betriebssystem
Eigenschaften
Größe
Gewicht
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Forschungsprototypen
Sonstiges
Laufzeit: WearCam: 1999 – 2000, V3: 2000 – 2003
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.eee.bham.ac.uk/wear-it/files/IEE_538-03-05.pdf
http://www.wear-it.net
Datum
September 2001
Wearable Computer
137
Oregon Wearable Computer
Universität
University of Oregon
Adresse
http://www.uoregon.edu
Beschreibung
Der Oregon Wearable Computer bestand weitgehend aus – in eine Weste
integrierten – Standardkomponenten, die auf die Belange des Projekts NetMan
hin angepasst und mit der Weiterentwicklung in der Hardwaretechnologie
auch gegen entsprechend verbesserte Komponenten ausgetauscht wurden.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Pentium 70 MHz
Hauptspeicher
40 MB RAM
Festplatte
1 GB (removeable)
Schnittstellen
SVGA (32 Bit); seriell (21 Pin): Maus (seriell); Audio In/Out; PCMCIA (2
Type II oder 1 Type III)
Metricom wireless modem (14,4K BAUD)
Input/Output
integriert
integrierte sprecherunabhängige Spracherkennung
Stromversorgung
wechselbarer Nickel-Metall-Hydride-Akku (Betriebdauer: 3,5 – 4 Std.) bzw.
wechselbarer Lithium-Ion-Akku (Betriebdauer: 3 – 3,5 Std.)
Zubehör
AC Netzteil
Tragesystem
in die verschiedenen Taschen einer Weste eingebaut
Betriebssystem
Windows 95
Eigenschaften
Größe
Gewicht
Ca. 1,5 KG
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung ausgestattet mit Mikrofon und Ohrhörer, monokularem HMD: 640 x 480, 256
Graustufen (modifizierte Virtual-IO glasses) und Hands-Free User-Interfaces
(sprecherunabhängige Spracherkennung, Sprachausgabe; Cursorsteuerung mit
einer Hand: 2-Button-Glide-Point, später per Twiddler)
Verfügbarkeit
Forschungsprototyp
Sonstiges
Spracherkennungssoftware
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.cs.uoregon.edu/research/wearables/Projects/Oregon/ (gesehen
November 2001)
Datum
1997
138
Kapitel IV: Tragbare Rechner
WearComp
Universität
Eigenbauten von Steve Mann, Universität Toronto (vormals MIT)
Adresse
http://www.eecg.toronto.edu/~mann
Beschreibung
Steve Mann hat schon in der Schule tragbare Computer gebaut und getragen.
Anfangs dienten sie künstlerischen Zwecken, dem Light Painting. Im Laufe
der Jahre wurden sie dann kleiner und anziehbarer und für andere Zwecke
einsetzbar.
1. Generation: WearComp 0, 1 und 2
2. Generation: WearComp 3
3. Generation: WearComp 4, 5, 6 und 7
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
1. Generation: Relais, MSI, 6502 Prozessor
2. Generation: 8085 Prozessor
3. Generation: (V)LSI oder 80x86 Prozessor
Hauptspeicher
Festplatte
Schnittstellen
Einsatz- und Anwendungsabhängig integrierbar
Input/Output
integriert
1. Generation: über eine Antenne erfolgt die Kommunikation zu einer BasisStation.
2. Generation: Kommunikation über das Internet (mit geringer
Datenübertragungsrate)
3. Generation: Kommunikation über das Internet, http:://WWW, inkl. Bildund Tonübertragung
Stromversorgung
Zubehör
1. und 2. Generation: Der Wearable Computer besitzt ein Augmented Reality
Display. Zur Eingabe wird ein Steuergerät mit verschiedenen Schaltern
eingesetzt, das in einer Hand gehalten wird.
3. Generation: Der Wearable Computer besitzt ein Mediated Reality Display
für die Ausgabe. Für die Eingabe werden ein Twiddler und eine Webcam
eingesetzt. Je nach Anwendungen können verschiedene Sensoren integriert
werden, z.B. Radar, Biosensoren etc.
Tragesystem
1. Generation: Rucksack
2. Generation: Der Wearable Computer besteht aus einzelnen Komponenten,
die in einer Weste oder Jacke verteilt sind, die Verbindungskabel sind
eingenäht.
3. Generation: Komponenten in eine Weste oder Jacke integriert, die
Kabelverbindungen sind aus speziellem, leitenden Stoff.
Betriebssystem
1. Generation: Spezieller Assembler-Code
2. Generation: Selbstentwickeltes Betriebssystem
3. Generation: GNU/Linux
Eigenschaften
Wearable Computer
Größe
139
1. Generation: Der Wearable Computer kann nur im Freien und stehend
getragen werden, da die Antenne nicht in kleine Räume passt.
3. Generation: Der Wearable Computer kann während normaler
Alltagsaktivitäten getragen werden.
Gewicht
1. Generation: sehr schwer
3. Generation: Der Wearable Computer kann während normaler
Alltagsaktivitäten getragen werden.
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Prototypen, Eigenbau
Sonstiges
Die 1. Generation wurde für das so genannte Light Painting eingesetzt, die
folgenden Generationen sind universelle benutzbar.
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.eyetap.org/wearcomp/historical/
Datum
1. Generation: bis 1981
2. Generation: 1982 bis späte 80er Jahre
3. Generation: Mitte 80er bis Ende 90er Jahre
140
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Phoenix 2
Firma
Phoenix Group Inc.
Adresse
http://www.ivpgi.com
Beschreibung
Der Phoenix 2 ist ein sehr robuster Wearable Computer, der für den Einsatz zu
militärischen Zwecken konzipiert worden ist. Er wird komplett mit Headset
mit monokularem HMD und Unterarmtastatur ausgeliefert.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Intel SL Enhanced 486DX-33 MHz mit Coprocessor (Optional: 486 DX2-66)
Hauptspeicher
2 MB bis 32 MB
Festplatte
40 bis 680 Mbyte interne HDD
Schnittstellen
2 PCMCIA (Typ 2 und Typ 3)
2 seriell (RS232) ; 1 parallel
1 SCSI-2
LCD ; VGA ; 1 ISA Port
1 PS/2 Tastatur; Head-Up Display; Maus; Ethernet
Input/Output
integriert
Stromversorgung
Akku (10,7 V, NiMH), hot swappable (4-8 Stunden),
AC Netzteil (90 bis 260 V); DC Netzteil
Zubehör
Tragesystem
an einem speziellen Gürtel oder in einem Beutel/Rucksack
Betriebssystem
MS-DOS 6.2, Windows 3.1, SCO UNIX oder OS/2 Version 2 (optional:
stiftbasierte Versionen)
Eigenschaften
Größe
16,3 x 12,0 x 6,7 cm
Gewicht
760 g; Netzteil: 850 g
Umgebung
Betriebstemperatur: -20 bis 71 °C
Luftfeuchtigkeit: 98%
Erweiterungen
Ein Set zur Spracherkennung inkl. Mikrofon und Ohrhörer
Komplettausstattung pen/touch Tablet (7,1’’, mit Hintergrundbeleuchtung, 640 x 480 Pixel,
monochrom)
HMD (720 x 280 bzw., 1024 x 786 Bildpunkte)
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
witterungsbeständig, d.h., geeignet für outdoor-Use
Referenzen
Quelle
http://www.media.mit.edu/wearables/lizzy/phoenix/phoenix.html (gesehen
Dezember 2001)
Datum
1997
Wearable Computer
141
Trekker
Firma
Rockwell Automation Corporate Headquarters
Adresse
http://www.rockwellautomation.com
Beschreibung
Bereits 1997 bot Rockwell Collins, eines der großen Rüstungsunternehmen
der USA, einen Wearable Computer als Komplettsystem (inkl. HMD) zum
Verkauf an, der besonders robust bzgl. der Umweltbedingungen war.
Die Firma Sytronics, die „Digital Battlefield“-Systeme evaluiert, entwickelte
anschließend auf der Grundlage von Trekker ein System für Soldaten unter
der Bezeichnung DASHER (Digitally-Aided Soldier for Human Engineering
Research). DASHER war mit einer digitalen Karte, einem GPS-System und
einem digitalen Kompass ausgestattet und in ein Navigationssystem
integriert.
Laut der aktuellen Berichterstattung zum Waffeneinsatz in Afganistan sind
Wearable Computer bereits zentrale Bestandteile von Waffensystemen,
Details sind allerdings nicht zu erfahren.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Pentium 120 MHz
Hauptspeicher
16 bis 128 MB RAM
Festplatte
1,2 GB
Schnittstellen
2 PCMCIA (einen Typ II und einen Typ III); IrDa
16 bit Soundkarte (Soundblaster Kompatible)
Input/Output
integriert
TrackPad-Maus
Stromversorgung
Lithium-Ion-Akku, 12V DC, 4-6 Std. Betriebszeit
Zubehör
Tragesystem
angepasstes Gurtsystem
Betriebssystem
Windows 95, NT
Eigenschaften
Größe
21,9 x 7,1 x 13.3 cm
Gewicht
1814 g (mit Display)
Umgebung
Betriebstemperatur: 0 bis 50 °C
Erweiterungen
Mini-Dock Port-Replikator; Spracherkennungssoftware
Komplettausstattung
HMD mit Headset
Verfügbarkeit
wird scheinbar nicht mehr hergestellt
Sonstiges
Firma Sytronics Inc. http://www.sytronics.com
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.sytronics.com/lowres/humansystems/useval.html (gesehen:
Dezember 2001) sowie Produktprospekte von Rockwell von 1997
Datum
1997
142
Kapitel IV: Tragbare Rechner
IBM´s wearable PC prototype
Firma
IBM
Adresse
http://www.ibm.com
Beschreibung
IBM hat 1998 einen eigenen Prototypen entwickelt und insbesondere für
Forschungen zum Thema Wearable Computing zur Verfügung gestellt. Das
System zeichnete sich durch ein geringes Gewicht und durch die Verwendung
eines kleinen, unaufdringlichen, monokularen HMDs aus. Die Entwicklung
eines eigenen Gerätes wurde jedoch nicht vorangetrieben. Es ist davon
auszugehen, dass die Erfahrungen mit diesem Prototyp in die Kooperation mit
Xybernaut und in die Produktion des MA V eingeflossen ist, der jetzt von
IBM vertrieben wird.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Intel Pentium 233 MHz MMX;256KB externer L2 Cache
Hauptspeicher
64 MB (EDO)
Festplatte
IBM Microdrive 340 MB
Schnittstellen
USB; Audio In/Out; Soundblaster Pro kompatible Soundkarte
Grafikkarte
1 Typ2 Compact Flash Card Slot; IrDA V1.1 (max. 4Mbps)
Video: Subsystem NeoMagic MagicGraph128XD, 2MB Video RAM
Input/Output
integriert
Spracheingabe
Stromversorgung
Li-Ion (1,5 – 2 Stunden Betriebszeit)
Zubehör
Mikro Display: 320x240 Pixels, 256 Grautöne (SVGA Color in der
Entwicklung)
Kopfhörer; Mikrofon
Tragesystem
Mit einer beliebigen Halterung am Körper, z.B. am Gürtel
Betriebssystem
Windows 95 / 98
Eigenschaften
Größe
2,6 x 8,0 x 12,0 cm
Gewicht
299g (Gerät mit Akkupack), 50g (Kopfhörer), 20g (TrackPoint-Unit)
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung Rechner mit sehr kleinem monokularem HMD
Verfügbarkeit
Prototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.ibm.com/news/ls/1998/09/jp_4.phtml (gesehen: August 2001)
Datum
1998
Wearable Computer
143
The Wearable
Firma
Computing Devices International (CDI),
Adresse
http://www.cdev.com/
Beschreibung
CDI hat mindestens bis 1997 einen Wearable Computer produziert und auch
kommerziell vermarktet. Heute ist die Spezifikation online noch zugreifbar,
weiterführende Informationen, insbesondere Bestellmöglichkeiten sind nicht
mehr auffindbar.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
PC kompatibel, 75 oder 133MHz
Hauptspeicher
8 – 24 Mb
Festplatte
up to 520 Mb
Schnittstellen
VGA Video; Maus; Tastatur; Audio Ein-/Ausgang
2 serielle Anschlüsse
PCMCIA-Karten Optionen – 4 PC-Slots z.B. für: zusätzliche HDD,
erweiterbar auf 520MB SRAM Flash-Speicher
SCSI; c-Netz-Modems/Pager/Fax/Telefon; Faxmodem
seriell, parallel; LAN (wired/wireless); GPS (Global Positioning System)
Videoschnitt; Verschlüsselung
Input/Output
integriert
Spracherkennung
Stromversorgung
Zubehör
Head-Mounted Display (Mono- oder Binokular)
Tragesystem
mit einem eigens entwickelten Gürtel (flexibles „belt“-Design) an der Taille
Betriebssystem
DOS, Windows 3.11 / 95 / NT, UNIX
Eigenschaften
Größe
22,9 -.31,6 x 137,2 x 3,1 cm
Gewicht
907 g
Umgebung
0 bis +40 °C
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Unbekannt, die Firma existiert scheinbar nicht mehr.
Sonstiges
CDI ist ein Tochterunternehmen von Ceridian
Corp.(http://www.ceridian.com) und nennt als Partner ViA. Es gibt Zeichen,
die darauf hinweisen, dass die FAST-Gruppe des Georgia Tech Research
Institute dieses Gerät zeitweise eingesetzt hat.
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://home.dwave.net/~fwpc/features.html (gesehen: November 2001)
Datum
1997
144
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Mobile Assistant (MA) III
Firma
Xybernaut Corp.
Adresse
http://www.xybernaut.de
Beschreibung
Der MA III war ein komplett ausgestatteter Computer mit der
Leistungsfähigkeit eines PCs. Neben der relativ stoßsicheren CPU und einigen
Standardanschlüssen für periphere Geräte verfügte er über ein Headset mit
monokularem HMD, Kopfhörer und Mikrofon. Der MA III ist mit einem
Gesamtgewicht von über 3kg für heutige Verhältnisse noch sehr schwer. Das
Modell wurde jedoch schon von drei neuen Generationen abgelöst und wird
nicht mehr hergestellt.
Spezifikation
Wearable Computer
Prozessor
Intel Pentium 166MHz
Hauptspeicher
16 MB
Festplatte
2-4 GB (Toshiba Laptop)
Schnittstellen
2 PCMCIA Typ II; 1 seriell; 1 parallel;
1 PS/2 (Tastatur); Infrarot
Anschluss für IBM-Diskettenlaufwerk
Anschluss für MA III Headset (HMD & Audio)
Monosoundkarte (halbduplex)
Input/Output
integriert
Maus
Stromversorgung
2 x 3800 mA/Std Batterien, 14 V, hot swappable, 6-7 Stunden Betriebszeit
(zusammen)
Zubehör
Netzadapter / Ladegerät
Tragesystem
mit Gurtsystem an der Taille
Betriebssystem
Windows 98 und älter, Linux
Eigenschaften
Größe
Gewicht
2000 - 3000 g, plus Batterien (je 800 g)
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung komplett mit Headset (inkl. HMD, Kopfhörer und Mikrofon)
Verfügbarkeit
kommerziell, wird nicht mehr produziert
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
Handbuch MA III
Datum
1999
Smart Clothing
145
Produktbeispiele Smart Clothing
Audio-Jacket
CyberJacket / BlazerJet / eSleeve
MIThril
SmartShirt
Reima Smart 3305
IBM Wristwatch Computer
IRES (vormals: UJP - Urban Jungle Pack)
Mid-Riff Brain™
Audio-Jacket
Firmen
Philips und Levi Strauss & Co
Adresse
http://www.philips.de
http://www.levistrauss.com
Beschreibung
Philips und Levi Strauss haben gemeinsam die ersten „Wearable Electronics“
entwickelt. Sie entwickelten Jacken, die der TrägerIn eine transparente
Benutzung von Mobiltelefon und MP3-Player ermöglicht, die beide in
Taschen untergebracht sind. Mittels eines Mikrofons am Kragen und
Ohrhörern wird telefoniert und Musik gehört. Der MP3-Player wird
automatisch ausgeschaltet, wenn ein eingehender Anruf erfolgt. Gewählt wird
per Sprache („voice recognition dialing“), der MP3-Player wird über ein
textiles Bedienfeld im Ärmel der Jacke gesteuert. Die Schwachstromimpulse
für die Steuerungen der integrierten Geräte erfolgen über leitfähige
Textilfasern.
Spezifikation
Wearable Electronics
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Jedes integrierte Einzelgerät hat seine eigene, bekannte Stromversorgung
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Bestandteile und
Zubehör
Spezielle Jacke mit textilem Bedienfeld
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
waschbar
Mobiltelefon und MP3-Player mit Mikrofon, Ohrhörer
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.philips.at/media/buero.121wearable.htm
Datum
Dezember 2001
146
Kapitel IV: Tragbare Rechner
CyberJacket / BlazerJet / eSleeve
Universität
University of Bristol
Adresse
http://wearables.cs.bris.ac.uk
Beschreibung
Das CyberJacket wurde entwickelt, um der BenutzerIn Zugang zum Internet
und zu ortsbezogenen Informationen relativ zum aktuellen Aufenthaltsort zu
liefern (z.B. Tourist-Informationen). Dies wird mittels GPS und einer GSMModem-Verbindung zu einem Server realisiert.
Mit dem BlazerJet wurde eine leichtere und schnellere Variante des
CyberJackets entwickelt.
Während das CyberJacket und der BlazerJet Jacken sind, ist der eSleeve
größtenteils (bis auf das GPS-Modul) am linken Unterarm befestigt.
Spezifikation
Smart Clothing
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
CyberJacket: 4 Ni-MH Akkus, 12 V (2 Std. Betriebszeit)
BlazerJet: 4 Li-Ion Akkus (7 Std. Betriebszeit)
eSleeve: ein paar Stunden Betriebszeit
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Bestandteile und
Zubehör
HMD (CyberJacket)
Jornada hand-held-Display (BlazerJet)
integriertes Display (eSleeve)
Mikrofon, Kopfhörer, GPS und GSM-Model
Verfügbarkeit
Forschungsprototyp
Sonstiges
text-to-speech messaging und Wiedergabe von Audiodateien möglich
Besonderheiten
Die CyberJacket basiert auf einem Jackenmodell von Hein Gericke
Referenzen
Quelle
http://wearables.cs.bris.ac.uk/public/papers/iee.ps
Datum
Dezember 2001
Smart Clothing
147
MIThril
Universität
MIT Media Laboratory
Adresse
http://www.media.mit.edu
Beschreibung
Das Ziel des MIThril-Projekts des MIT ist, einen vollständigen Wearable
Computer zu entwickeln, der komplett in eine Weste integriert ist. . Die
einzelnen Komponenten sind in der Weste so angeordnet und mit einander
verbunden, dass sie leicht erweitert und umkonfiguriert werden können.
Spezifikation
Smart Clothing
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Lithium-Ion Akkus
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
USB
PCMCIA
CompactFlash
Bestandteile und
Zubehör
MircoOptical HMD
Verfügbarkeit
Forschungsprototyp
Twiddler (oder ein anderes Eingabegerät)
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.media.mit.edu/wearables/index.html
Datum
Dezember 2001
148
Kapitel IV: Tragbare Rechner
SmartShirt
Firma
Sensatex, Inc.
Adresse
http://www.sensatex.com
Beschreibung
Das SmartShirt erfasst biologische und physikalische Parameter der TrägerIn,
wobei dies durch Sensoren erfolgt, die an ein Netz aus eingewebten elektrooptischen Fasern angeschossen sind. Die ermittelten Daten werden durch eine
zigarettenschachtelgrosse Prozessoreinheit am unteren Ende des Shirts
gespeichert oder per wireless LAN oder Handy an den Sensatex-Server
geschickt. . Das SmartShirt verwendet das „Wearable Motherboard™“, dass
an der GeorgiaTech entwickelt worden ist.
Mittels der Sensoren können z.B. Körpertemperatur, Herzschlag, Atmung etc.
ermittelt werden. Durch das Netz an elektro-optischen Fasern können
beliebige Sensoren hinzugefügt werden und ermöglichen so ein großes
Einsatzgebiet des SmartShirts (z.B. für Astronauten, chronisch Kranke,
altersgeschwächte Personen, Militär etc.)
Spezifikation
Smart Clothing
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Bestandteile und
Zubehör
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Überwachung von: Temperatur, Atmung, Herzschlag, EKG und andere
Besonderheiten
Das Wearable Motherboard™ wurde in langjähriger Entwicklungsarbeit an
der Georgia Institute of Technology (Georgia Tech: http://www.gatech.edu)
entwickelt und wird nun von Sensatex kommerziell vermarktet.
Referenzen
Quelle
http://www.sensatex.com/technology.htm
http://www.gtwm.gatech.edu/
Datum
Dezember 2001
Smart Clothing
149
Reima Smart 3305
Firma
Reima
Adresse
http://www.reima.com
Beschreibung
Der Reima Smart 3305 ermöglicht die „handsfree“ Kommunikation innerhalb
einer Gruppe. Jede Jacke/Hose ist mit einem Mikrofon, einem Lautsprecher
und einer Prozessoreinheit ausgestattet. Jede TeilnehmerIn benötigt zusätzlich
ein Mobiltelefon (Nokia 6210, 6250 und 7110).
Die Bedienung erfolgt über drei externe Laschen, das Mobiltelefon muss nicht
in die Hand genommen werden. Für die Initialisierung der Kommunikationsgruppe, d.h. für die Speicherungen der entsprechenden Telefonnummern
müssen alle TeilnehmerInnen in einem Radius von 10 m die entsprechende
„Programmier“-Lasche ziehen, die Prozessoreinheiten speichern dann die
einzelnen Nummern.
Beim Ziehen der „message tag“-Lasche wird die Kommunikation mit allen
Gruppenmitgliedern aktiviert. Die BenutzerIn spricht ins Mikrofon und die
anderen TeilnehmerInnen erhalten die voice message.
Spezifikation
Smart Clothing
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Bestandteile und
Zubehör
3 Laschen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
voice messaging innerhalb einer Gruppe ist möglich
Besonderheiten
Eine Lasche kann mit einer Telefonnummer belegt werden, die beim Ziehen
sofort gewählt wird, um z.B. in einer Gefahrensituation sofort eine
entsprechende Notrufnummer wählen zu können.
Es können auch problemlos Anrufe von Nicht-TeilnehmerInnen angenommen
werden.
Referenzen
Quelle
http://www.reimasmart.com/index.cfm?action=news&actionsub=top
diverses Infomaterial von Reima
Datum
Dezember 2001
150
Kapitel IV: Tragbare Rechner
IBM Wristwatch Computer
Firmen
IBM und Citizen
Adresse
http://www.ibm.de
Beschreibung
Die IBM Wristwatch ist ein drahtlos vernetzbarer Computer in Form einer
Armbanduhr. Als Betriebssystem wird ein angepasstes Linux verwendet,
ermöglicht wird eine graphische Benutzungsoberfläche.
Spezifikation
Wearable Clothing
Gewicht
43 g
Energieversorgung
& -verbrauch
Lithium-Polymer-Akku, 60mAh, 3,7 V
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Bluetooth
1 seriell
IrDA
Bestandteile und
Zubehör
monochromes Display (96 x 120 Pixel LCD oder 640 x 480 Organic LED)
32-Bit-Mikroprozessor, 16 MByte Flash-Speicher und 8 MByte DRAM
Touchpad, Knöpfe, Drehrad, Mikrofon, Lautsprecher und Fingerabdruckleser
sowie Beschleunigungsmesser
Verfügbarkeit
Prototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.heise.de/newsticker/result.xhtml?url=/newsticker/data/odi12.10.01-000/default.shtml&words=IBM%20Citizen
[Kam01]
Datum
Dezember 2001
Smart Clothing
151
IRES (vormals UJP - Urban Jungle Pack)
Firma
ART+COM
Adresse
http://www.artcom.de/
Beschreibung
IRES ist eine mobile WebCam, die Audio- und Videodaten über Wave-LANKomponenten in ein LAN / WAN übermittelt. Optional können diese Daten
mit Hilfe von Streaming-Technologien direkt im Internet bereitgestellt
werden. Mit der BedienerIn der Kamera kann über Audio oder Chat
kommuniziert werden. Für den mobilen Einsatz ist die WebCam mit einem
Laptop ausgestattet, kann aber auch mit einem entsprechend leistungsfähigen
Wearable Computer betrieben werden.
Spezifikation
Mobile WebCam
Hauptkomponenten
Video-Decoder
WaveLAN-Sender und Empfänger
Optional für mobile Version: Laptop Vajo C1
Hauptspeicher
./.
Festplatte
./.
Schnittstellen
Video-In, Audio in/out, Ethernet, WaveLAN
Input/Output
integriert
Stromversorgung
4 x LiIon Akku, 7,2V 4.650 Ah
Zubehör
Tragesystem
Rucksack
Betriebssystem
./.
Eigenschaften
Größe
Rucksack
Gewicht
je nach Ausstattung 5 – 10 Kg
Umgebung
Erweiterungen
verschiedene WaveLAN-Komponenten
Komplettausstattung ist als vollmobile Version im Rucksack oder als stationäre auf Stativ montierte
Version erhältlich
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Es werden im wesentlichen handelsübliche Standardkomponenten eingesetzt.
Referenzen
Quelle
http://www.artcom.de (plus Rückmeldung der Firma)
Datum
27. September 2001
152
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Mid-Riff Brain™
Firma
Perkins Engineering Inc.
Adresse
http://perkinsengineering.com
Beschreibung
Mid-Riff Brain ist ein tragbarer Computer, der an einer entsprechenden
Halterung mittels eines speziellen Gürtels an der Taille befestigt wird.
Spezifikation
Tragevorrichtung mit Computer
Prozessor
233 – 850 MHz MMX
Hauptspeicher
32 – 256 MB RAM
Festplatte
2 – 6 GB
Schnittstellen
PCMCIA: 2 Type II oder 1 Typ III
2 serielle Anschlüsse
1 Parallelport
1 USB
1 I/O Anschluss (Grafik, Hintergrundbeleuchtung, Touchscreen)
Input/Output
integriert
GPS
Stromversorgung
10.8 V Li-Ion; 4,2 Ah
Zubehör
wahlweise Tastatur, Touchpad, Touchscreen, Spracherkennung
Tragesystem
mit e-Belt™ an der Taille
Betriebssystem
Windows NT / 95-98 / CE, Linux, Apple
Eigenschaften
Größe
12,7 x 17,8 x 3,2 cm
Gewicht
794 g (ohne Akku)
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Der e-Belt ist ein patentierter Gürtel, der zum Tragen von PDAs oder anderen
Handheld-Computern entworfen worden ist.
Referenzen
Quelle
http://perkinsengineering.com/page8.htm
Datum
gesehen: November 2001
Smart Clothing
153
Produktbeispiele PDAs und Smartphones
Wearable Computing erfordert leistungsfähige Rechner und eine freihändige Benutzung, so die
Theorie. Doch die Analyse der Anwendungsbeispiele hat gezeigt, dass einerseits eine völlig
freihändige Benutzung technisch kaum geleistet werden kann und auch nicht strikt erforderlich ist.
Andererseits gibt es auch Anwendungsbeispiele, die zeigen, dass kleine Rechner mit eingeschränkter
Funktionalität eine großes Potenzial besitzen und erfolgreich eingesetzt werden können. Darüber
hinaus befinden sich Wearable Computer wie der Poma von Xybernaut auf dem besten Wege, PDAs,
Smartphones und Handhelds Konkurrenz zu machen. Aus diesem Grund werden im folgenden
Stellvertreter der zz. verfügbaren Endgeräte schematisch beschrieben. Da dieser Markt sich schneller
verändert als die Angebote an Wearable Computern und Smart Clothing, sollte die interessierte
LeserIn auf aktuelle Produktbeschreibungen und Vergleichstest der ct oder auf online-Quellen
zugreifen, falls sie einen Überblick über verfügbare Endgeräte und ihre aktuellen Merkmale benötigt.3
Neben PDAs und Smartphones gibt es noch weitere mobile Endgeräte, z.B. eBooks oder WebPads.
Das sind kleine, hochspezialisierte Handhelds, die nicht mehr unter den Begriff Wearable Computing
gefasst werden, da sie nicht am Körper zu tragen sind und zur Benutzung in der Hand gehalten
werden müssen. Als „Bonbon“ wird in der vorliegenden Studie zum Schluß der schematischen
Beschreibung vorhandener mobiler, tragbarer Endgeräte noch ein Produkt beschrieben, das im Prinzip
kein Computer ist, sondern eine patentierte Halterung für einen handelsüblichen PDA oder ein
WebPad. Es wird allerdings „mit Inhalt“ angeboten. Auch so kann Tragbarkeit ohne großen Aufwand
realisiert werden und so manche Notebook-BesitzerIn wird sich in manchen Momenten nach einer
derartigen Vorrichtung sehnen. Diese Halterung stellt darüber hinaus einen Bogen zu letzten Teil
dieses Abschnitts dar, in dem eine kleine Auswahl mobiler aber nicht tragbarer Geräte schematisch
beschrieben wird.
3
Für Produktinformationen zu PDAs siehe z.B. [wwwPenComputing02], entsprechende Informationen zu Handys
stellt z.B. [wwwZDF02] zur Verfügung.
154
Kapitel IV: Tragbare Rechner
VISOR Prism
Firma
Handspring
Adresse
http://handspring.com/
Spezifikation
PDA
Prozessor
33MHz Motorolla Dragonball V2
Hauptspeicher
permanenter
Speicher
8MB
Schnittstellen
USB, irDA, Springboard-Erweiterungssteckplatz
Input/Output
integriert
Touchscreen: 160 x 160 Pixel, 65k Farbe, LCD mit Hintergrundbeleuchtung
Stromversorgung
internen Li-Ion-Akku; bei Dauerbetrieb: 6 Std. Laufzeit
Mikrofon
HotSync per USB mit Ladefunktion, AC Netzteil
Zubehör
USB HotSync Dockingstation mit Ladestation
Tragesystem
in der Hand zu halten und per Stift zu bedienen
Betriebssystem
PalmOS 3.5.2H
Eigenschaften
Größe
12,2 x 7,6 x 2 cm
Gewicht
195g
Umgebung
Erweiterungen
ausklappbare Tastatur
über den Springboard-Erweiterungssteckplatz Erweiterung um:
Modem, GPS, 8MB Flasch-Speicher, MP3-Player, Digitalkamera,
Backupmodul, etc.
WLAN-Modul mit eigenem Akku
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://handspring.modusmedia.nl/handspring_duits/products/visorprism/index.
asp und Produktprospekte
Datum
gesehen 26.9.01
Mobile Endgeräte
155
iPAQ H3600 Pocket PC
Firma
Compaq
Adresse
http://www.compaq.com
Spezifikation
Handheld PC / Pocket PC
Prozessor
206 MHz Intel StrongARM
Hauptspeicher
32 MB bzw. 64 MB
permanenter
Speicher / ROM
16 MB
Schnittstellen
USB, seriell (auch für die Dockingstation), irDA
Input/Output
integriert
Touchscreen: 240 x 320, 4k Farben (QVGA) High –Reflective Farb-TFTDisplay mit Liquid Crystal Display (LCD), sichtbare Größe:
5,8 x 7,7 cm (9,6 diagonal)
Stereolautsprecher, Mikrofon
5 Steuerungstasten und Fünf-Wege-Joy-Stick:
An/Ausschalter und Hintergrundbeleuchtung, 4
programmierbare Tasten, Tonaufnahmetaste
Stromversorgung
950mah Lithium Polymer, Betriebszeit: ca. 12 Std.
Zubehör
Tragesystem
Betriebssystem
Windows CE
Eigenschaften
Größe
13 x 8,4 x 1,6 cm
Gewicht
170g (inkl. Akku)
Umgebung
Erweiterungen
Expansion Pack System (Jacket): Aufsteckmodule, die das Gerät um
verschiedene Funktionalitäten erweitern, z.B. Wireless LAN, Bluetooth,
Speicher, Mobiltelefon, Digitalkamera, Boxen (mp3), GPS / Routenplanung
etc.
„Flash Card“- und „PC Card“-Erweiterung
faltbare Tastatur
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Compaq Applikationen vorinstalliert
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.compaq.de/produkte/handheld/ipaqh3600/
Datum
gesehen 25.9.01
156
Kapitel IV: Tragbare Rechner
HP Jornada 720
Firma
Hewlett Packard
Adresse
http://www.hewlett-packard.com
Spezifikation
Handheld PC / Pocket PC
Prozessor
206 MHz
Hauptspeicher
32 MB SDRAM
permanenter
Speicher
24 MB
Schnittstellen
USB, seriell, 56k Modem, Netzanschluss, Stereokopfhörer, irDA
1 Steckplatz für CompactFlash Typ I
1 Steckplatz für PC-Card Typ II
1 Steckplatz für Smart-Card-Leser
Input/Output
integriert
Touchscreen: 640 x 240 Pixel LCD, 65k Farben
sichtbare Größe ca. : 5,5 x 7,5 cm (16,7 cm)
4 benutzerdefinierte Schnellstarttasten, Navigationstaste, Voice-Recorder mit
Taste
Tastatur und integrierter Ziffernblock
Stromversorgung
Lithium-Ionen-Akku
Betriebsdauer: bis zu 9 Std.
CE2032 Knopfzellenbatterie mit 3V
Weltweit nutzbarer Wechselstromadapter
Zubehör
Serielles Synchronisationskabel, USB/seriell Dockingstation,
andschriftenerkennung
Tragesystem
Betriebssystem
Windows CE
Eigenschaften
Größe
18,9 x 9,9 x 3,4 cm
Gewicht
510g (inkl. Akku)
Umgebung
Betriebstemperatur: 0 – 40°C
Lagertemperatur: 0 – 55°C
Feuchtigkeit: 90% relative Luftfeuchtigkeit bei 40°C
Erweiterungen
Erweiterter Akku, bis 24 Std. Laufzeit
Externe HP Tastatur
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
wahlweise Tastatur- oder Stiftbedienung
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.hewlett-packard.de/mobile/jornada/jornada720.html
Datum
gesehen 25.09.01
Mobile Endgeräte
157
Nokia 9110i Communicator
Firma
Nokia
Adresse
http://www.nokia.com
Spezifikation
Smartphone
Prozessor
Embedded AMD 486
Hauptspeicher
permanenter
Speicher
4 MB, erweiterbar um 8 MB mit Speicherkarte (MMC)
Schnittstellen
Ohrhörer, irDA, Anschluss für Netz-/Ladegerät
Kombi-Buchse: seriell oder KFZ-Anschluss
Multimedia Card (MMC, Siemens), SIM-Karte, GSM 900, Datenübertragung
bis 14.400Bps
Input/Output
integriert
Tastatur
Stromversorgung
Li-Ion Akku, Sprechdauer / Datenübertragung:
3 – 6Std.
Standby: 170 Std., 400 Std. bei ausgeschalteter Telefonfunktion
Ladedauer: 2 Std., 1100mAh, 3,0V
Zubehör
Ladegerät, Kabel für Datenübertragung
2 hintergrundbeleuchtete Displays:
Handy: 84 x 48 Pixel, 5 Zeilen a 16 Zeichen
Organizer: 640 x 480 VGA LCD; 200 Zeilen a 640 Zeichen
Tragesystem
Betriebssystem
GEOS 3.0
Eigenschaften
Größe
15,8 x 5,6 x 2,7 cm
Gewicht
253g
Umgebung
Erweiterungen
KFZ-Einbausatz mit Freisprechanlage, passive KFZ-Halterung,
Hochleistungsakku, Tisch- und Reise-Ladegerät
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Sonstiges
D-Netz (GSM 900MHz), Antenne unsichtbar integriert
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.palmtopmagazin.de/produkte/sonstige/nokia_9110/nokia_9110.ph
p3
http://www.telefoninfo.de/GSM-Handys/Scripts/DatenblattHandy.idc?ID=24
Datum
August 2000 (erstes Modell seit 1998)
158
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Serie 5mx PRO
Firma
Psion
Adresse
http://www.psion-gmbh.com
Spezifikation
Handheld PC
Prozessor
36 MHz High Speed Prozessor (ARM 710)
Hauptspeicher
permanenter
Speicher
32MB RAM-Only-Design
Erweiterung über CF-Karte
Schnittstellen
CF-Card Slot
irDA
seriell
Input/Output
integriert
große Tastatur (Notebook-ähnlich)
Touchscreen: ½ VGA, 640 x 240 Pixel LCD mit Hintergrundbeleuchtung
Mikrofon
Lautsprecher
Digitale Tonaufnahme
Stromversorgung
2 AA-Alkaline-Batterien oder NiCd- bzw. NiMH-Akkus
Backup: Lithium-Knopfzelle CR2032
Dauerbetrieb: bis zu 25 Std.
optional: extern 6V/1A-Netzstecker
Zubehör
PsiWin 2.3 PC Connectivity-Software per Kabel
Tragesystem
Betriebssystem
EPOC
Eigenschaften
Größe
17 x 9 x 2,3 cm
Gewicht
354g (inkl. Batterie)
Umgebung
Erweiterungen
hieß vorher „Zubehör“
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
WAP über kompatibles Mobiltelefon per Infrarot
Internet über zusätzliche Hard- und Software
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.psion-gmbh.com/serie5/5mxpro.html
Datum
gesehen: 26.09.01
Portable Referenzgeräte
159
Beispiele portabler Referenzgeräte
Wearable Computer und Smart Clothing werden, wenn sie beurteilt werden, einerseits mit PDAs und
anderen HandheldPCs verglichen, andererseits aber auch mit PCs, insbesondere mit Notebooks. Der
Vollständigkeit halber aber insbesondere auch als Referenz zum Vergleich mit den vorgestellten
mobilen, tragbaren Endgeräten werden deshalb an dieser Stelle ein Standard-Notebook und einige
MiniPCs schematisch beschrieben. Die portablen MiniPCs finden in der vorliegenden Studie
Erwähnung, da sie hin und wieder ebenfalls als Wearable Computer bezeichnet werden und bei
entsprechender Umrüstung evtl. sogar zu einem werden könnten. Man kann davon ausgehen, dass die
Leistungsfähigkeit eines Wearable Computers der eines etwas veralteten Notebooks entspricht, die
MiniPC ebenfalls.
Außerdem werden in diesem Abschnitt ein robuster Handheld-Computer für den Einsatz im Gelände
vorgestellt sowie die mobile WebCam der Firma ART+COM, die bereits in der Kategorie
„aufgabenoptimierte Hardware“ genannt wurde. IRES, wie dieses Online-Reportersystem heute heißt,
besteht in erster Linie aus Eingabe-Devices, die für die Aufzeichnung von Ton und Bild gebraucht
werden. Darüber hinaus verfügt das System über eine drahtlose Verbindung zu einem stationären
„Veröffentlichungsserver“. Die mobile Variante wird mit einem Vajo C1 von Sony betrieben, ein
entsprechend leistungsfähiger Wearable Computer könnte auch verwendet werden. Bei diesem
System ist der hohe Stromverbrauch der verschiedenen Komponenten eindeutig das größte Problem.
Offene Fragen und ausstehende Lösungen zu derartigen Problemen werden im Anschluß an die
Gerätebeschreibungen noch einmal aufgegriffen.
160
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Nano™ PC
Firma
Linux-Works Inc.
Adresse
http://www.linux-works.com
Beschreibung
Der Nano PC ist ein von den äußeren Abmaßen her sehr kleiner PC, der dennoch ein vollwertiges Desktop-Gerät darstellt. Durch die Integration der Maus
in das Gehäuse ist schon eine weitere Voraussetzung für die Umrüstungen zu
einem Wearable Computer erfüllt. Das Gerät ist jedoch nicht darauf ausgerichtet, in der Bewegung benutzt zu werden, da es u.a. keine mobile
Stromversorgung hat.
Spezifikation
PC
Prozessor
733-800Mhz Pentium® Celeron oder Pentium® III Prozessor
Chipset: Intel 810
Hauptspeicher
64MB SDRAM, erweiterbar auf 256MB
Festplatte
10 GB HDD erweiterbar auf 20GB
Schnittstellen
2 USB, 2 PS/2 Ports , Monitoranschluss, S-Video Ausgang, 16 Bit Soundkarte
(full Duplex, Stereo), eingebaute 3D-Beschleuniger Grafikkarte
Input/Output
integriert
interner Lautsprecher, eingebautes TouchPad als vollwertiger Mauszeiger
Stromversorgung
Netzteil
Zubehör
Tragesystem
Betriebssystem
Windows 95 / 98 / NT / 2000 oder Linux
Eigenschaften
Größe
15,2 x 10,2 x 2,5 cm
Gewicht
ca. 450 g
Netzteil: 250 g
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.linux-works.com/html/nano_pc.html
Datum
gesehen: November 2001
Portable Referenzgeräte
161
Nano II™
Firma
Linux-Works Inc.
Adresse
http://www.linux-works.com
Beschreibung
Der Nano II ist noch etwas kleiner als sein Vorgänger, ist aber dennoch kein
Wearable Computer geworden. Das integrierte Touchpad ist zugunsten
weiterer Standard-Schnittstellen für DesktopPCs entfernt worden. Man kann
den Computer gut mitnehmen, aber nicht in der Bewegung benutzen.
Spezifikation
PC
Prozessor
Pentium II, III und Celeron (FCPGA, Systembus: 66, 100, 133 MHz)
Standard: P-II 733MHz
Hauptspeicher
64MB SDRAM, erweiterbar auf 256MB
Festplatte
10 GB HDD erweiterbar auf 20GB
Schnittstellen
2 USB, 2 PS/2 (Maus, Tastatur), 1 serielle, 1 parallel, Monitoranschluss, SVideo und AV Video Ausgang, 16 Bit Soundkarte (full Duplex, Stereo),
eingebaute 3D-Beschleuniger Grafikkarte, 10/100base-T Ethernet (RJ 45),
IrDA
Input/Output
integriert
interner Lautsprecher
Stromversorgung
Netzteil
Zubehör
1 ATAPI CD-ROM integriert(Standart: 24x, DVD-ROM oder CD-RW)
56K V.90 Modem (RJ11) integriert
Tragesystem
Betriebssystem
Windows 95 / 98 / NT / 2000 oder Linux
Eigenschaften
Größe
14,0 x 15,2 x 5,1 cm
Gewicht
950 g
Netzteil: 250 g
Umgebung
Erweiterungen
Parallel Port FDD
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.linux-works.com/html/nano_ii.html
Datum
gesehen: November 2001
162
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Evo N400C
Firma
Compaq
Adresse
http://www.compaq.de
Spezifikation
Notebook
Prozessor
Intel Mobile Pentium III LV mit 700MHz oder 850MHz SpeedStep
Hauptspeicher
128-320 MB SDRAM (bis zu 512 MB aufrüstbar)
Festplatte
20 GB
Schnittstellen
2 USB; 1 parallel; 1 seriell; 1 IrDA
2 PS2 (Docking Station)
VGA; TV-Out
Infrarot; Kopfhörer
Mikrofon (Line-In an Docking Station)
Modem; LAN
1 PC-Card Typ II
Input/Output
integriert
8 MB Grafikkarte
Display 12,2“ 1024 x 768
Soundkarte
Trackpoint mit 3 Tasten
Stromversorgung
Li-Ion Laufzeit: 1,8 Std.
Zubehör
Optionale Mobile Erweiterungseinheit (MEU)
Tragesystem
Laptop
Betriebssystem
Windows 2000 (vorinstalliert)
Eigenschaften
Größe
27,3 x 23,0 x 3,2 cm
Gewicht
1,6 kg mit Akku (Netzteil: 370g)
Umgebung
Erweiterungen
Dockingstation (nicht im Lieferumfang)
über Dockingstation anschließbar:
DVD, CD-ROM, CD-Brenner, Diskettenlaufwerk
Externer Monitor anschließbar
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Unterstützt bis zu 4 Akkus (2 intern, 2 in der MEU), so dass eine Laufzeit von
bis zu 10 Std. erreicht werden kann
Besonderheiten
Leichtes Subnotebook ohne integriertem Floppy- CD- oder optischem
Laufwerk; mit geringen Abmessungen und einer Tastatur, deren Tasten die
volle Breite eines normalgroßen Notebooks erreichen; sogar für ein Notebook
schlechte Akku-Laufzeiten.
Referenzen
Quelle
Datum
Jürgen Rink, Jörg Wirtgen: Mobile Prozessorvielfalt. C’t17/2001, S.104ff
Portable Referenzgeräte
163
Espresso EPC
Firma
Saint Song Corp.,
Adresse
http://www.saintsong.com.tw/english/
Beschreibung
Der Espresso ist von der Konzeption her kein Wearable Computer, da er nicht
für den Betrieb mit Batterien oder Akkus vorgesehen ist. Er ist transportabel
gestaltet, so dass er ein guter Kandidat für die Weiterentwicklung zu einem
Wearable gewesen wäre. Die nächste Generation, der Cappucino ist aber
wieder ein leicht transportierbarer PC geworden.
Spezifikation
PC
Prozessor
Celeron Prozessor in FCPGA Ausführung.
Hauptspeicher
Ein 144 pin DIMM slot für PC100/PC133 SDRAM.
Erweiterbar auf bis zu 256MB.
Festplatte
Eine 2.5 Zoll HDD mit 9.5 mm Höhe.
(Ultra DMA 33/66 wird unterstützt).
Schnittstellen
2 USB; 2 PS/2.;VGA
Mikrofoneingang; line-out Ausgang (für aktive Lautsprecher).
1 S Video und AV-Ausgang; Intel 810, Grafikspeicher 4MB (Shared
Memory),ermöglicht bis zu 1280 x 1024 pixel
eingebaute 16-bit Stereo Soundkarte (Soundblaster / Adlib kompatibel)
Anschluss für die Dockingstation
Input/Output
integriert
eingebauter Lautsprecher, Touchpad, Bildlauf-Button
Stromversorgung
per Netzteil
Zubehör
Tragesystem
Betriebssystem
Windows 98 / ME / NT / 2000, Linux
Eigenschaften
Größe
15,0 x 10,6 x 3,2 cm
Gewicht
460g
Umgebung
Erweiterungen
Dockingstation
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Vertrieb in Deutschland: http://www.awe-ed.de
Besonderheiten
Das Gerät verfügt über einen Gleichspannungseingang (18 V). Es wird auch
als Pocket PC bezeichnet (zum Mitnehmen wie ein PC, z.B. wenn man
zwischen mehreren stationären Arbeitsplätzen pendelt).
Referenzen
Quelle
http://www.saintsong.com.tw/english/products/e-spec.htm
http://www.saintsong.com.tw/dm/EPCA4E01.pdf
Datum
gesehen: August 2001
164
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Cappuccino GX1
Firma
Saint Song Corp.,
Adresse
http://www.saintsong.com.tw/english/
Beschreibung
Der Cappuccino ist von der Konzeption her kein Wearable Computer, da er
nicht für den Betrieb mit Batterien oder Akkus vorgesehen ist. Er ist
transportabel gestaltet, so dass er ein guter Kandidat für den Umbau zu einem
Wearable wäre, so wie es auch schon sein Vorgänger, der Espresso, war.
Spezifikation
PC
Prozessor
Intel Pentium 3 / Celeron Prozessor in FCPGA Ausführung
Hauptspeicher
Ein 144 pin DIMM slot für PC100/PC133 SDRAM,
erweiterbar auf 256MB.
Festplatte
Eine 2.5 Zoll HDD mit 9.5mm Höhe.
(Ultra DMA 33/66 wird unterstützt.)
Schnittstellen
2 USB; 2 PS/2; 1 Parallelport (EPP / ECP);1 serieller Anschluss (RS-232).
Ethernet; Modem-Anschluss; IrDA
Mikrofoneingang; line-out Ausgang (für aktive Lautsprecher)
Anschluss für die Dockingstation
16-bit Stereo Soundkarte (Soundblaster / Adlib kompatibel)
VGA; 1 S Video und AV-Ausgang; Intel 810, Grafikspeicher 4MB (shared
Memory) ermöglicht bis zu 1280 x 1024 Bildpunkte
Input/Output
integriert
eingebauter Lautsprecher
Stromversorgung
per Netzteil; max. Leistung: 54 Watt
Zubehör
ein ATAPI Hochgeschwindigkeits-CD-ROM oder DVD-ROM/CD-RW
optionales externes Parallelport Diskettenlaufwerk
optionales internes 56K V.90 Modem (RJ11)
Tragesystem
Betriebssystem
Windows 98 / ME / NT / 2000, Linux
Eigenschaften
Größe
15,7 x 14,6 x 4,6 cm
Gewicht
980g
Umgebung
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Vertrieb in Deutschland: http://www.awe-ed.de
Besonderheiten
Das Gerät verfügt über einen Gleichspannungseingang (18 V). Es wird als
Pocket PC bezeichnet (zum Mitnehmen wie ein PC, z.B. wenn man zwischen
mehreren stationären Arbeitsplätzen pendelt.).
Referenzen
Quelle
http://www.saintsong.com.tw/english/products/gx1/gx1-spec.htm
Datum
gesehen: August 2001
Portable Referenzgeräte
165
Cappuccino TX2
Firma
Saint Song Corp.
Adresse
http://www.saintsong.com.tw/english/
Beschreibung
Der neueste Cappuccino ist nach wie vor kein Wearable Computer, da er nicht
für den Betrieb mit Batterien oder Akkus vorgesehen ist. Er ist transportabel
gestaltet, so dass er ein guter Kandidat für die Weiterentwicklung zu einem
Wearable wäre.
Spezifikation
PC
Prozessor
Intel Pentium 3 / Celeron Prozessor in FCPGA Ausführung
aufrüstbar auf Pentium 3 mit mehr als 1 GHz Takt- und 100/133 MHz FSBFrequenz
Hauptspeicher
Ein 144 pin DIMM slot für PC100/PC133 SDRAM,
erweiterbar auf 256MB.
Festplatte
Eine 2.5 Zoll HDD mit 9.5mm Höhe.
(Ultra DMA 33/66 wird unterstützt).
Schnittstellen
Intel 810, Grafikspeicher 4MB (shared Memory) ermöglicht bis zu 1280 x
1024 Bildpunkte
VGA; 1 S-Video-Anschluss; 1 AV-Anschluss
IrDA; Ethernet (RJ45); Modemanschluss (RJ11)
4 USB; 2 FireWire; 1 Serieller Anschluss (RS-232); 1 Parallelport (EPP /
ECP); 2 PS/2
16-bit Stereo Soundkarte (Soundblaster / Adlib kompatibel)
Input/Output
integriert
eingebauter Lautsprecher
Stromversorgung
per Netzteil; max. Leistung: 54Watt
Zubehör
ein ATAPI Hochgeschwindigkeits-CD-ROM oder DVD-ROM/CD-RW
56K V.90 Modem
optionales externes hot swap
Parallelport Diskettenlaufwerk
Tragesystem
Betriebssystem
Windows 98 SE / ME / NT / 2000
Eigenschaften
Größe
15,6 x 14,6 x 5,6 cm
Gewicht
980g
Umgebung
Einsatztemperatur: 10C to +35C
Lagertemperatur: -10C to +55C
Luftfeuchtigkeit: 5 – 95% nicht kondensierend
Erweiterungen
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Vertrieb in Deutschland: http://www.awe-ed.de
Besonderheiten
Das Gerät verfügt über einen Gleichspannungseingang (18 V). Es wird als
Pocket PC bezeichnet (zum Mitnehmen wie ein PC, z.B. wenn man zwischen
mehreren stationären Arbeitsplätzen pendelt.).
166
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Referenzen
Quelle
http://www.saintsong.com.tw/english/products/tx2/tx2-spec.htm
Datum
gesehen: September 2001
Portable Referenzgeräte
167
Falcon
Firma
Phoenix Group Inc.
Adresse
http://www.ivpgi.com
Beschreibung
Der Falcon ist kein Notebook und auch kein Wearable Computer, er ist ein
robuster, tragbarer PC, der für den militärischen Einsatz im Feld entwickelt
wurde. Er ist in der Hand zu halten, hat einen integrierten Monitor und diverse
Tasten zur Bedienung, aber keine Tastatur; eine Sprachaufnahme ist integriert,
genauso wie eine -steuerung.
Spezifikation
HandheldPC
Prozessor
Pentium 266 MHz
Hauptspeicher
64 MB DRAM (Erweiterbar auf 128 MB)
Festplatte
wechselbare 2.1 GB HDD
Schnittstellen
2 PCMCIA Slots (1 Type 2 und 1 Type 3), 1 serielle, 1 parallel, 2 PS/2 (Maus
und Tastatur), 16 Bit Soundblaster, Ethernet
Input/Output
integriert
8.4" Color-VGA-Display (im Sonnenlicht ablesbar)
Touchscreen (640 x 480 Pixel, 32 Bit Farben, LCD)
integriertes Sprachaufnahme- und Sprachwiedergabesystem mit
Spracherkennung
Stromversorgung
NiMH Akku 3,8 Ah
Zubehör
Tragesystem
Betriebssystem
Windows 95 / 98 / NT, Solaris, SCO-Unix
Eigenschaften
Größe
30,5 x 22,2 x 8,8 cm
Gewicht
3629 g
Umgebung
Betriebstemperatur: -32 bis +55 °C; Luftfeuchtigkeit: 5-95%
Erweiterungen
optionale witterungsbeständige Qwerty PS/2 Tastatur (Optional mit
Hintergrundbeleuchtung)
virtuelle Touch-Screen Tastatur
8.4 " SVGA Display (im Sonnenlicht ablesbar) (Optionale 10.4 " und 12.1"
Display)
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
militärisch
Sonstiges
Besonderheiten
Power Management; Wasser und (Bio-)Chemie-Resistenz; Unterstützung für
eine hintergrundbeleuchtete Tastatur; witterungsbeständiges Aluminiumgehäuse
Referenzen
Quelle
http://www.ivpgi.com/Falcon.htm
Datum
1999 (gesehen: November 2001)
168
Kapitel IV: Tragbare Rechner
Mentis
Firma
Interactive Solutions, Inc. (Teltronics Inc.)
Adresse
http://www.teltronics.com
Beschreibung
Laut Werbung ist Mentis eine Kreuzung aus einem Laptop (bzgl. der
Portabilität), der Robustheit eines Wearable Computers und den MultimediaEigenschaften eines DesktopPCs. Als Nutzung ist nicht unbedingt die
Benutzung in der Bewegung intendiert, sondern der Einsatz an den
„unmöglichsten“ Orten.
Spezifikation
Transportabler PC
Prozessor
Intel Pentium 166 MHz MMX
Hauptspeicher
128 MB DRAM
Festplatte
6,4 GB
Schnittstellen
1 seriell, 1 parallel, 2 PS/2
PCMCIA (2 Type II oder 1 Type III)
Audio Out, Mic In
VGA
Full Duplex Soundkarte (Soundblaster kompatible)
Input/Output
integriert
Stromversorgung
Lithium-Ion-Akku
Zubehör
Tragesystem
Betriebssystem
Eigenschaften
Größe
14,0 x 19,1 x 3,8 cm
Gewicht
Umgebung
Erweiterungen
24x CD-ROM
Display (FPD, HMD) mit Ohrhörer und Mikrofon
Komplettausstattung
Verfügbarkeit
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.teltronics.com/is/mentor0.html
Datum
Gesehen: November 2001
Technologie
169
Energieverbrauch und -versorgung als Hemmschuh
Die meisten Hardwarekomponenten haben, abgesehen vielleicht von einigen wenigen Ausnahmen,
noch nicht den technischen Stand erreicht, der wünschenswert oder gar breit einsetzbar wäre. Insbesondere bestehen noch große Probleme bzgl. einer ausreichenden und kontinuierlichen Energieversorgung. Als offene und noch zu lösende Hardware- bzw. Netzwerkprobleme, die auch die Ein/Ausgabe-Technologie betreffen, hat Thad Starner4, ein Protagonist des Wearable Computing, die
folgenden zentralen Themen identifiziert.
Stromversorgung
Energie ist die Ressource, mit der bei der Entwicklung von Wearable Computing Lösungen am sparsamsten umgegangen werden muss, allerdings nur im Hinblick auf den Stromverbrauch der verwendeten Geräte. Bereitgestellt bzw. produziert werden sollte während der Benutzung so lange und so
viel Energie wie benötigt wird. Starner empfiehlt deshalb, beim Design kleiner mobiler Geräte den
größten Teil der vorhandenen Ressourcen (Gewicht, Platz, Kosten etc.) der Stromversorgung zu
widmen, auch zu Lasten der Funktionalität. Er sieht im Training der BenutzerIn hinsichtlich einer
täglichen routinemäßigen Pflege des Wearable Computers und insbesondere in einer Gewöhnung an
das tägliche Aufladen der verwendeten Akkus die Lösung, die kurzfristig die effektivste sein wird.
Für die Zukunft fordert er nicht nur verbesserte, d.h. langlebigere und leistungsfähigere kleinere
Akkus, sondern die Einbeziehung und Entwicklung alternativer Stromquellen, wie z.B. die Nutzung
der Wärme- oder der Bewegungsenergie der BenutzerIn oder die Stromgewinnung aus der direkten
Umgebung. Auf funktionstüchtige Systeme dieser Art kann noch nicht verwiesen werden, da sich alle
entsprechenden Ansätze noch in einem frühen Forschungsstadium befinden5.
Dass die geforderte Ressourcenbeschränkung zugunsten der Stromversorgung und zu Lasten der
Funktionalität einen Interessenkonflikt darstellen, lässt sich an den Entwicklungen auf dem PDAMarkt gut ablesen, die zz. in die entgegengesetzte Richtung verläuft. Die neusten PDAs haben hochauflösende Farbdisplays, die viel Strom verbrauchen. KundInnen kaufen diese Geräte zwar, sind dann
aber enttäuscht, so dass es immer häufiger vorkommt, dass sie sich genau überlegen, was sie von dem
Gerät erwarten: Lange Lebensdauer oder bunte Bildchen, um es plakativ auszudrücken. Welches
Kriterium den Konflikt entscheiden wird, ist noch nicht klar. Eine zufriedenstellende Beantwortung
der Energiefrage wird den Erfolg des Wearable Computing maßgeblich bestimmen, das belegen z.B.
die Forderungen aus den potenziellen Anwendungsbereichen. Neben den ergonomischen Trageeigenschaften war der mehr als achtstündige Dauerbetrieb ohne Batteriewechsel der zentrale Vorteil, der
dem Wearable Scanning System der Firma Symbol zum Erfolg verholfen hat.
Wärmeentwicklung und -ableitung
Im direkten Zusammenhang mit einer ausreichenden Stromversorgung steht das Problem der Wärmeentwicklung durch den verwendeten Prozessor. Bereits in den Anfangszeiten des Computers konnten
die vielen benötigten Röhren ganze Räume heizen, wie Josef Weizenbaum, ein Pionier der Computertechnik, immer wieder anekdotisch zum Besten gibt. Heute noch ist die Wärmeentwicklung so
enorm, dass sie besonders für mobile, tragbare Computersysteme eine größere Relevanz hat als z.B.
die reine Geschwindigkeit des Prozessors. Als Maßstab zur Auswahl eines geeigneten Prozessors für
ein mobiles Endgerät sollte deshalb Prozessorleistung pro verbrauchter Energie (MIPS/W) verwendet
werden. Eine hohe Energieaufnahme ist gleichzusetzen mit einer starken Wärmeabgabe, die im
Wearable Computing dafür verantwortlich sein könnte, dass ein System im doppelten Sinne des
Wortes für die BenutzerIn nicht tragbar ist. Die kontinuierliche Ableitung der Wärme beim Tragen
und in der Bewegung ist kein triviales Problem, besonders dann nicht, wenn der Rechner von den
Ausmaßen her so klein wie möglich sein soll. Dieses Problem tritt auch beim Design von Hochleistungslaptops auf, kann dort aber anders gehandhabt werden, da mehr Flächen zur Ableitung der überschüssigen Wärme zur Verfügung stehen. Starner empfiehlt neben der naheliegenden Reduzierung
4
5
Alle folgenden Ausführungen erfolgen in Anlehnung an [Sta01a], [Sta01b]
siehe z.B. [Kym98] für ein „Kraftwerk im Schuh“.
170
Kapitel IV: Tragbare Rechner
des Entstehens von Wärme und der Reduzierung des Energieverbrauchs durch eine Optimierung der
Prozessoren und aller anderen stromverbrauchenden Komponenten einige zusätzliche Alternativen
zur Wärmeableitung, die nur für Wearable Computing eine Rolle spielen. Er schlägt z.B. die Ausnutzung der Luftkühlung bei der Bewegung durch Platzierung des Rechners am Arm der BenutzerIn vor
oder die Ableitung an die Haut in der kalten Jahreszeit, aber auch die Verwendung von Kühlflüssigkeit, die die entstehende Wärme dann aufnimmt, wenn sie entsteht, und die diese zu einem besser
geeigneteren Zeitpunkt wieder abgibt, wenn die Umgebungsbedingungen es erlauben. Diese Mechanismen und Materialien existieren noch nicht, so dass an dieser Stelle ein großer Freiraum für neue
Ideen und Entwicklungen vorherrscht. Als kurzfristige Lösung empfiehlt Starner deshalb, bei der
Entwicklung von Softwaresystemen für Wearable Computing dem aktuellen Energieverbrauch einen
Stellenwert einzuräumen und die Software so zu gestalten, dass der Energiebedarf kontinuierlich
gering gehalten wird, so wie es noch vor nicht allzulanger Zeit hinsichtlich der beschränkten Speicherplatz- und Prozessorzeitressourcen gehandhabt wurde. Wearable Computing erfordert im Prinzip,
auf allen Ebenen sparsam zu sein: Energie, Platz, Speicherplatz, Prozessorbeanspruchung und insbesondere hinsichtlich der Aufmerksamkeit, die die BenuzterIn für den Umgang mit dem System aufwänden muss.
Netzwerke
Netzwerkverbindungen sind sowohl für Wearable Computer als auch für einige Varianten des Smart
Clothing zur Kommunikation auf verschiedenen Ebenen erforderlich. Zu unterscheiden sind folgende
Verbindungsbereiche6:
•
off-body, zwischen dem Wearable Computing System und anderen Computersystemen,
z.B. anderen Wearables, dem Backoffice bzw. dem stationären Netz oder externen
Referenzsystem wie GPS etc.
•
on-body, zwischen der Rechnereinheit des mobilen, tragbaren Computersystems und
seiner Peripherie, z. B. den Ein-/Ausgabedevices und den Sensoren
•
near-body, zwischen dem Wearable Computing System der TrägerIn und Objekten in der
unmittelbaren Umgebung, die nicht integraler Bestandteil des Wearable Computing
Systems sind.
Im Idealfall kommen für Wearable Computing nur drahtlose Verbindungen in Frage. Das ist auch der
Fall für off-body- und near-body-Netze. On-body-Verbindungen werden zz. zum größten Teil noch
per Kabel oder entsprechend leitenden Materialien, die in die Kleidung integriert sind, realisiert. Auch
für drahtlose Netzwerkverbindungen ist bei Wearable Computing in erster Linie nicht der maximale
Durchsatz interessant, sondern z.B. ein Maß wie Bits pro Sekunde pro Watt. Darüber hinaus fordert
Starner7 Interoperabilität zwischen den verschiedenen Netzen und einen offenen Standard, der eine
kontinuierlich Netzverbindung gewährleistet.
Die drahtlose Kommunikation im off-body-Bereich ist die fortgeschrittenste und am meisten untersuchte. Fast flächendeckend zur Verfügung stehen zumindest in den industriell durchdrungenen
Gebieten Mobilfunknetze und entsprechende Protokolle wie GSM, GPRS, EDGE, HSCSD und das
im Aufbau befindliche UMTS. Bei den drahtlosen Nahverkehrsnetzen (WLAN)8 hat sich der
Standard IEEE802.11 durchgesetzt und es zeichnet sich ab, dass IP zukünftig das alles integrierende
Kommunikationsprotokoll werden wird, in dem nicht nur Daten übertragen werden, sondern über das
jede Kommunikation abgewickelt werden kann, z.B. auch die Telefonie per Voice-over-InternetProtokoll (VoIP).
Ein grundsätzliches Problem drahtloser Netze und einer heterogenen Netzwerkstruktur besteht darin,
dass keines der genannten Netze allgegenwärtig ist. Die Netzabdeckung per Mobilfunknetz ist nicht
lückenlos, schon gar nicht in dünn besiedelten Gebieten, und die WLAN-Abdeckung hat je nach
Beschaffenheit der Umgebung jeweils nur einen Radius von 30-300m. Jede BenutzerIn eines Mobil6
[Sta01b]
[Sta01a] und [Sta01b]
8
Allgemeine Informationen über Wireless LAN und eine ausführliche Übersicht über durch die Wireless Ethernet
Compatibility Alliance (WECA) zertifizierte Produkte (WiFi-Zertifikat) ist zu finden unter [wwwWECA01]
7
Technologie
171
telefons kennt die Folgen: Die Gefahr ist groß, dass die Verbindung unvermittelt zusammenbricht
oder an bestimmten Orten bzw. Positionen nicht möglich ist. Für Wearable Computing sind Lösungen
erforderlich, die diese Gefahr beseitigen, insbesondere wenn es darum geht, kritische Daten wie
Patientendaten oder Steuerbefehle an Maschinen etc. drahtlos zu übermitteln. Gerade in der letzten
Zeit steigen die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in diesem Bereich sprunghaft an, kommerzielle Lösungen stehen allerdings noch nicht zur Verfügung. Starner9 vermutet allerdings. dass
BenutzerInnen es vorziehen werden, alle erforderlichen Daten „bei sich“ zu tragen und dass sie sich
mit einem asynchronen Datenaustausch begnügen werden, weil drahtlose Netzverbindungen viel
Energie verbrauchen und diese, wie schon gesagt, auf absehbare Zeit die kostbarste Ressource sein
wird.
Im on- und near-body-Bereich spielen die oben genannten leitenden Stoffe und Fasern10 eine Rolle
sowie drahtlose Personal Area Networks (PAN)11 und hier insbesondere die Infrarot-Kommunikation12, Bluetooth13 und die Body Area Networks (BAN)14. Letztere versuchen, die Leitfähigkeit des
Körpers in die technische Kommunikation zwischen den am Körper getragenen Komponenten einzubeziehen bzw. zu nutzen. Auch in diesem Bereich steht der Durchbruch bei der Entwicklung noch
aus. Bluetooth beispielsweise steht in scharfer Konkurrenz mit WLANs, da beide im lizenzfreien 2,4GHz-Funkfrequenzband arbeiten und sich so gegenseitig negativ beeinflussen, z.B. bzgl. der Übertragungsgeschwindigkeit und -leistung.
9
[Sta01b]
siehe auch [Pos00]
11
[Zim96], [Zim99]
12
siehe z.B. die in [Sta01b] beschriebene Lösung für eine energiesparende Methode zur indoorPositionsbestimmung
13
Allgemeine Informationen zu Bluetooth und entsprechende Produkte sind zu finden unter [wwwBluetooth]
14
[Car96]
10
Kapitel V
Eingabetechnologien
Die Unterstützung mobiler Tätigkeiten durch den Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme erfordert, wie beim Desktop Computing auch, Eingaben in das System. Zum einen dienen diese Eingaben
der Steuerung und Benutzung des Anwendungssystems und zum anderen der Datenerfassung. Beide
Arten der Eingabe müssen auch im Wearable Computing unterstützt werden, allerdings stellt der
intendierte Anwendungsbereich der mobilen Tätigkeiten Anforderungen an die Eingabetechnologie,
die sich deutlich von den bisherigen unterscheiden.
In der Automatisierungstechnik erfassen die eingesetzten Computersysteme die Mehrheit der erforderlichen Eingabedaten selbstständig, z.B. mittels Sensoren. „Selbstständig“ bedeutet hier: ohne
explizites Eingreifen der BenutzerIn. Die BedienerIn einer automatisierten Anlage löst im Prinzip
durch das Umlegen eines Schalters oder die Eingabe eines Befehls bzw. durch eine Menüauswahl
zumeist an einem robusten Schaltpult einen Prozess aus, der dann vom Computersystem autonom
durchgeführt wird, z.B. die Regelung von Temperaturen oder von Produktionsabläufen. Der BedienerIn bleiben Überwachungsfunktionen und das Eingreifen im Störfall. Bei Büroarbeiten, z.B. der
Erstellung von Angeboten oder Rechnungen und auch beim Schreiben von Artikeln, ist die BenutzerIn eines Desktop-Computers fast ausschließlich mit der Eingabe von Texten und Zahlen oder auch
dem Einscannen von Fotos befasst. Sie benutzt Tastatur, Maus und z.B. einen Flachbett-Scanner als
Eingabemedien.
Diese beiden Beispiele verdeutlichen zweierlei:
•
Es lassen sich explizite und implizite Eingaben unterscheiden: Eine explizite Eingabe erfolgt
durch die BenutzerIn und erfordert eine Interaktion zwischen Mensch und Computer. Die
implizite Eingabe besteht in der weitgehend automatischen Erfassung und Auswertung von
(kontinuierlichen oder diskreten) Meßwerten durch das Computersystem.
•
Die Palette möglicher Eingabegeräte reicht von Sensoren, die z.B. physikalische Zustände
messen, bis hin zu den bekannten Devices Tastatur und Maus.
Darüber hinaus machen die beiden Beispiele auch deutlich, dass der Anwendungsbereich, die zu
unterstützende bzw. zu erfüllende Aufgabe, die Art der anfallenden Daten sowie Umgebungsfaktoren
die Art des zu verwendenden Eingabemediums maßgeblich bestimmen. Für Wearable Computing und
den Einsatz für mobile Tätigkeiten stehen deshalb eine Vielzahl expliziter und impliziter Eingabemedien zur Verfügung, befinden sich in der Entwicklung oder müssen noch entwickelt werden. Unter
dem Aspekt mobiler Tätigkeit, die in der realen, physikalischen Welt durchgeführt wird und die
primäre Aufgabe der BenutzerIn ist, erfüllen die im Anschluss beschriebenen Devices eine oder mehrere der folgenden Bedingungen:
•
in der Bewegung benutzbar
•
am Körper tragbar
173
174
Kapitel V: Eingabe
•
zur Benutzung ist keine Unterlage erforderlich
•
handfreie Bedienung
•
keine Unterbrechung der primären Tätigkeit erforderlich
AnwenderInnen und EntwicklerInnen müssen im konkreten Einzelfall jedoch immer für sich entscheiden, welche Technologie für ihre speziellen Bedingungen des Anwendungsbereichs die bestgeeignetste ist. Dabei ist das zu wählende Eingabemedium immer auch im Zusammenspiel mit dem
verwendeten Ausgabemedium zu bewerten. Als Eingaben können eine Vielzahl verschiedener Datenarten und Aktionen, auch in Kombination, anfallen, z.B.:
•
Text
•
Bilder (diskret oder kontinuierlich)
•
Meßwerte (diskret oder kontinuierlich)
•
Menü- oder Checklistenauswahl
•
Navigation in Karten oder Zeichnungen
•
Schalten (Ein/Aus, auslösen)
Für die vorliegende Studie wurden Eingabemedien recherchiert, die entwickelt wurden, um mobil
eingesetzt zu werden, oder die sich für einen mobilen Einsatz eignen bzw. von denen eine mobile
Version wünschenswert wäre und die für die explizite Eingabe verwendbar sind. Da der Markt der
mobilen, tragbaren Computersysteme erst im Entstehen begriffen ist, erweitert sich die Palette der
angebotenen Geräte ständig, so dass für die beschriebenen Devices kein Anspruch auf Vollständigkeit
erhoben werden kann. Leider liegen für diese Art von neuen, alternativen Eingabemedien noch keine
Testergebnisse über ihre Qualität oder Tauglichkeit vor, auch ein Vergleich, wie er z.B. von der Zeitschrift c’t immer wieder für Desktop-Equipment oder PDAs und Handys durchgeführt und veröffentlicht wird, steht noch aus.
Wie bereits angedeutet, haben der Anwendungsbereich und die zu unterstützende Aufgabe maßgeblichen Einfluß auf das zu wählende Eingabemedium. Das gilt im besonderen Maße für den Einsatz von
Sensoren, also Eingabemedien, die Komponenten technischer Wahrnehmungssysteme sind und vorrangig der impliziten Eingabe dienen. Es gibt unüberschaubar viele Sensoren; sie reichen von MiniKameras über Thermometer bis hin zu Körperfunktionssensoren und werden seit Jahren z.B. intensiv
in der Automatisierungstechnik oder in der Gerätemedizin genutzt. Andererseits gibt es eine Vielzahl
einzelner Messgeräte, die bereits elektronisch, z.T. auch digital funktionieren, aber (noch) nicht an ein
Computersystem anschließbar sind. Viele dieser Komponenten ließen sich in ein mobiles, tragbares
Computersystem integrieren, doch welche Sensoren sich in welchem Anwendungsfall als sinnvoll
und tauglich erweisen, kann nur im konkreten Einzelfall entschieden werden. In die vorliegende Studie Eingang gefunden haben vorrangig explizite Eingabemedien und solche, die universell eingesetzt
werden können. Dazu gehören u.a. verschiedene Arten mobiler Tastaturen, alternative Zeigegeräte,
mobile Trackingsysteme und zwei Biosignalsensoren. Die beiden letztgenannten Arten sind eigentlich
den Sensoren zuzuordnen, doch können sie laut ihrer Produktbeschreibungen als explizite Eingabemedien genutzt werden, z.B. das Eye-Tracking zur Steuerung eines Mauszeigers.
Hervorzuheben ist, dass ein beträchtlicher Teil alternativer und auch mobiler Eingabetechnologie
nicht im Zusammenhang mit Wearable Computing und dem Einsatz für mobile Tätigkeiten entstanden ist, sondern ein Ergebnis der Forschung und Entwicklung von Unterstützungstechnologien für
körperlich beeinträchtigte Menschen ist. Gerade in diesem Sektor waren schon immer alternative
Eingabegeräte nötig, allerdings leidet dieser Bereich immer an fehlenden finanziellen Mitteln für eine
zumeist sehr kostspielige Forschung und Entwicklung. Ein genauerer Blick auch auf die noch nicht
umgesetzten Ideen aus dieser Richtung kann für zukünftige mobile, tragbare Computersysteme lohnend sein. Es bleibt zu hoffen, dass in der Umkehrung Wearable Computing und die Entwicklung
innovativer Ein- und Ausgabegeräte für mobile Tätigkeiten – ein wirtschaftlich lohnenderer Bereich –
auch einen deutlichen Fortschritt für die technische Unterstützung körperlich beeinträchtigter Menschen bringen wird.
Technologien
175
Eingabemedien
Im Gegensatz zu herkömmlichen Anwendungen muss bei Computersystemen im Wearable Computing immer berücksichtigt werden, dass die BenutzerIn vor und während der Bedienung des Informationssystems mit ihrer physischen Umgebung interagiert. Eingabetechnologien müssen daher so
gestaltet sein, dass sie diese Interaktion möglichst wenig behindern. Hierbei hängt es jedoch von den
spezifischen Eigenschaften der Interaktion mit der Umgebung ab, inwieweit die parallele Bedienung
eines Eingabegerätes als hinderlich empfunden wird. Für das zu erwartende große Spektrum an
Bediensituationen muss daher ein reichhaltiges Repertoire an Eingabegeräten geschaffen werden. In
diesem Abschnitt wird ein Überblick über kommerziell oder prototypisch vorhandene periphere Eingabegeräte gegeben, die potentiell im Bereich Wearable Computing einsetzbar sind. Beschrieben
werden
•
Spracheingabe
•
verschiedene Arten mobiler Tastaturen
•
drahtlose Zeigemedien und Navigationskomponenten
•
auf konkrete Aufgaben hin optimierte explizite Eingabe-Devices
•
einzelne Sensoren
Besonderes Augenmerk gilt der Funktionalität des Eingabe-Devices, den Trage- und Benutzungseigenschaften sowie insbesondere der Einbindung der Hände in die notwendige Handhabung. Hier
reicht die Bandbreite bei den betrachteten Technologien und Geräten von einer völlig freihändigen
Bedienung über die Befestigung und Benutzung mit einer Hand bis hin zur zeitweiligen Inanspruchnahme beider Hände. In dieser Studie exemplarisch vorgestellt werden folgende Produkte, Prototypen
uns Spezialanfertigungen:
Wearable und Virtual Keyboards
XyberKey™
Arm Mount Mirco Keyboard
WristPC Keyboard
Half Keyboard
Fitaly One-Finger Keyboard
Chording Keyboards
Twiddler2
BAT Personal Keyboard
FingeRing
Minimal Motion Computer Access
DataEgg
Octima
Datenhandschuhe
KeyGlove
Key-Glove
Lightglove
Acceleration Sensing Glove
5DT Data Glove
Drahtloser Zeigemedien
GyroMouse
GyroPoint Pro II AV
FreeD
RingMouse
CatEye FinRing
GestureWrist
Beschleunigungsmaus
Spezialisierter Eingabemedien
Winspect-Handschuh
Digital Pen
Dial (VuMan-Projekt)
WSS 1000 / 1040 / 1060
The Kord® Pad
The Kord® Grip
Tracking-Sensoren
Headmouse
Tracker 2000
Headmaster Plus
Mousamatic
Eyegaze
Vision 2000
The Video Eye Trace System
Model 501
InertiaCube2
Biosensoren
Bioelektrische Steuerung
Cyberlink
176
Kapitel V: Eingabe
Spracheingabe
Die Interaktionsform, an die jeder als erstes denkt, wenn es um die freihändige Benutzung von Computersystemen geht, ist gesprochene Sprache. Schon seit den Anfängen der Computertechnologie
besteht der Wunsch, Computer so zu gestalten, dass sie sich wie Gesprächspartner1 verhalten. Genauso lange gibt es auch schon Forschungs- und Entwicklungsansätze zur Spracherkennung und zum
Sprachverstehen. Auf dem kommerziellen Markt sind mittlerweile Spracherkennungssysteme verfügbar. Sie erlauben als einzige kommerziell verfügbare Eingabetechnologie eine vollständig handfreie
Interaktion mit dem Computer in einer breiten Vielfalt. Die Angebotspalette reicht von einfachen
Worterkennern, wie man sie z.B. von Telefondialogsystemen kennt, über Diktiersysteme mit einem
Wortschatz von bis zu 60.000 Wörtern bis hin zu Prototypen zur sprecherunabhängigen Erkennung
von Spontansprache. Als Leistungsachse zur Bewertung von Spracherkennern bietet Susen2 die
folgenden fünf Kriterien an:
•
Sprecherart: sprecherabhängig oder -unabhängig
•
Sprachart: diskret (mit deutlichen Pausen) oder kontinuierlich ausgesprochen
•
Wortschatzumfang: aktives Vokabular
•
Grammatische Komplexität: Einzelworterkennung (ohne Grammatik) oder Sprachverstehen
•
Eingabemedium: Qualität des Mikrofons
Für den mobilen Einsatz – und nicht nur für diesen – kommen sicher noch weitere Merkmale hinzu,
denn gesprochene Sprache als Eingabemedium hat auch Nachteile. Diese sind zum einen technologischer Natur, verbinden sich aber in erster Linie mit konzeptionellen Fragen:
•
Empfindlichkeit bzgl. Umgebungsgeräuschen
•
fehlende Genauigkeit bei der Erkennung
•
Probleme bei der Erkennung, welche Lautäußerungen der NutzerIn an das Computersystem
gerichtet sind und welche z.B. anderen Personen gelten
•
Formen des Promptings (z.B. die Aufforderung, eine Eingabe zu tätigen bzw. auch eine
durchgeführte Eingabe zu wiederholen)
Wearable-Computer-Hersteller sind sich dennoch der Potenziale von Spracherkennungssystemen für
ihre Technologie bewusst, so stattet beispielsweise Xybernaut seine Mobile Assistants auf Wunsch
mit IBMs ViaVoice aus. Andere Diktier- und Spracherkennungssysteme, die auf Wearable Computern eingesetzt werden können, sind die von Philips, von Lernout&Housepie3 oder von MediaInterface, um nur die bekanntesten Firmen zu nennen4. Der Ressourcen- und Speicherbedarf, den derartige
Programme haben, wenn sie brauchbare Ergebnisse liefern sollen, ist nicht zu unterschätzen. Aus
diesem Grund wurden im Rahmen von Forschungsprojekten zur Entwicklung von Wearable Computer-Hardware in einigen Fällen auch Hardware-Komponenten zur Beschleunigung der Spracherkennung entwickelt5.
Zur Realisierung von Spracheingabe ist neben der Spracherkennungssoftware ein Mikrofon erforderlich. Tragbare Mikrofone gibt es in großer Zahl auf dem Markt, häufig werden sie schon beim Erwerb
der Software mitgeliefert. Sie sind dann in der Regel in ein Headset integriert, das neben dem Mikrofon auch einen Lautsprecher bzw. ein Ohrhörer beinhaltet. Die dänische Firma NEXTLINK.TO bei1
Dieser schon von Anbeginn der Entwicklung der Computertechnologie an gehegt Wunsch zeigt sich z.B. im
Begriff des „Dialogsystems“, das allerdings nur eingetippte Befehle akzeptierte, oder auch im Turing-Test, der als
Dialog mit einem Computer gedacht war.
2
[Sus99], S. 124f
3
Lernout&Housepie hat 2000 Dragon aufgekauft und vertreibt seitdem Naturally Speaking. Seit Novembern 2001
gibt es Lernout&Housepie ebenfalls nicht mehr, der Teil der Firma, der Sprachverarbeitungsprodukte verkauft,
wurde von der Firma ScanSoft, Inc. Übernommen.
4
Die Adressen der Firmen sind im Anhang zu finden.
5
z.B. der Navigator2 der Carnegie Mellon University, siehe [Bar01], S.678f
Technologien
177
spielsweise verkauft unter dem Namen BlueSpoon™ das weltweit kleinste Bluetooth™ Headset der
Welt und unter dem Namen INVISIO™ das kleinste herkömmliche Headset. BlueSpoon™ wiegt
9,5g, ist 3,5 x 2,2 x 1,4 cm groß und hat eine Betriebszeit von 7-8 Std.
Headsets werden aber auch schon als Zusatzpaket für Mobiltelefone angeboten. Durch die Gewöhnung an den Anblick von für sich allein redenden Menschen, die beispielsweise ihr Handy mit einem
Headset benutzen, werden sich die bisher zu beobachtende Akzeptanzprobleme bei der Nutzung eines
derartigen Equipments mit Sicherheit legen. Im Wearable Computing kann das Mikrofon u.U. in das
HMD integriert werden; Designstudien z.B. von IBM oder von der Carnegie Mellon University
(CMU)6 lassen erahnen, dass die Integration von entsprechender Elektronik in Schmuckstücke oder
andere Accessoires sowohl durch das Mikrofon als auch andere Ein- und Ausgabe-Interface formschön und funktional am Körper der BenutzerIn untergebracht werden können.
Spracherkennung – im engeren Sinne die Aufnahme und Erkennung gesprochener Wörter – und auch
Sprachverstehen – die Erfassung der Bedeutung des gesprochenen Ausdrucks – sind als Eingabetechnologie für das Wearable Computing überaus relevant, finden in die vorliegenden Studie aber weiter
keinen Eingang, da dieses Thema bereits lange und intensiv beforscht wurde und genügend Publikationen sowohl zu wissenschaftlichen Lösungen als auch über kommerzielle Systeme verfügbar sind.
Die drei im folgenden genannten Referenzen sollen hier als Hinweise genügen:
•
Das LILOG-Projekt zum Thema „Textverstehen“ wurde in der Zusammenarbeit von IBM
Deutschland/Stuttgart mit den Universitäten Hamburg, Osnabrück, Saarbrücken, Stuttgart
und Trier von 1986 bis 1991 durchgeführt.
Abschlußbericht: Herzog, O.; Rollinger, C.R. (Ed): Text Understanding in LILOG: Integrating Computational Linguistics and Artificial Intelligence. Final Report on the IBM
Germany LILOG-Project., Berlin, Heidelberg: Springer 1991.
•
Verbmobil7 war ein langfristig angelegtes Leitvorhaben (1993-2000) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), zum Thema „Erkennung gesprochener Sprache“.
Das entstandene Verbmobil-System erkennt gesprochene Spontansprache, analysiert die
Eingabe, übersetzt sie in eine Fremdsprache, erzeugt einen Satz und spricht ihn aus.
Abschlußbericht: Wahlster, W (Ed.): Verbmobil: Foundations of Speech-to-Speech
Translation. Berlin et. al.: Springer, 2000
•
Eine ausführliche Übersicht, insbesondere hinsichtlich kommerziell verfügbarer
Sprachverarbeitungssysteme bzw. Entwickler und Produkte gibt z.B.:
Susen, A.: Spracherkennung: Kosten, Nutzen, Einsatzmöglichkeiten. Berlin, Offenbach:
VDE-Verlag 1999.
Persönliche, nicht repräsentative Erfahrungsberichte besagen, dass das sogenannte „Command and
Control“ bereits bei den meisten verfügbaren Produkten sprecherunabhängig und in sehr guter und
robuster Qualität funktioniert, insbesondere bei einem stark eingeschränkten Kommandowortschatz
und auch bei BenutzerInnen mit starkem Dialekt. Das Diktieren von Texten ist allerdings nach wie
vor problematisch, besonders wenn der gesprochene Text außerhalb der Domäne der Erkennungssoftware liegt. Insbesondere das Korrigieren ist dann sehr wenig komfortable.
Mobile, tragbare Tastaturen
Tastaturen sind universelle, weit verbreitete und bekannte Eingabegeräte. Sie ermöglichen die Eingabe beliebiger Informationen in Textform sowie die Eingabe von Befehlen oder eine Menüauswahl.
Herkömmliche Tastaturen sind jedoch für den mobilen Einsatz aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften und des Erfordernisses einer Ablage ungeeignet, auch faltbare Tastaturen, die mittlerweile
für PDAs und Smartphones zur Verfügung stehen, sind in der Regel für mobile Tätigkeiten nicht einsetzbar. Entwicklungen gehen deshalb dahin, Tastaturen so zu gestalten, dass sie am Körper getragen
oder am Arm befestigt und möglichst nur mit einer Hand bedient werden müssen. Im folgenden wer6
7
[wwwDesignCMU]
Eine ausführliche Beschreibung des Leitvorhabens ist zu finden unter [wwwVerbmobil]
178
Kapitel V: Eingabe
den verschiedene Klassen mobiler Tastaturen unterschieden, für die dann im Anschluß beispielhaft
einige Produkte bzw. Prototypen schematisch dargestellt werden.
Klassifikation
Eine wichtige Gruppe mobiler Tastaturen sind die Wearable Keyboards (auch arm mount micro keyboards genannt), die an einem Arm zu befestigen sind. Aufgrund ihrer physikalischen Abmessungen
besitzen sie in der Regel nur eine eingeschränkte Anzahl von Tasten zur direkten Zeicheneingabe.
Weitere Zeichen sind über Umschalt- und Mehrfachtastenbelegungen erreichbar. Die Miniaturisierung durch Reduzierung der Tastenanzahl führt hin bis zu Spezialtastaturen wie die des WSS 1000
der Firma Symbol. Abhängig davon, welche Art von Ausgabemedium eingesetzt wird, kann sogar
ganz auf eine physikalische Tastatur verzichtet werden, ohne auf eine Texteingabe verzichten zu müssen. Dann nämlich, wenn als Display ein Touchscreen verwendet wird. Dieser drucksensitive Bildschirm kann mittels einer virtuellen Tastatur (virtual keyboard) softwaretechnisch zu einer vollwertigen Tastatur werden. Die Bedienung erfolgt per Stift oder mit den Fingern. Virtuelle Tastaturen und
Texteingabe mittels Stift sowie Handschrifterkennung kommen gerade im Mobile Computing zum
Einsatz, insbesondere bei der Verwendung von PDAs. Virtuelle Tastaturen sowie Handschrifterkennung können aber auch im Wearable Computing Einsatz finden, allerdings nicht in Verbindung mit
einem Head-Mounted-Display, sondern zusammen mit einem drucksensitiven Arm-Mounted-Display.
Bei der Verwendung derartiger Tastaturen, egal ob physikalisch oder virtuell, muss man mit einem,
allerdings geringen Lernaufwand für die BenutzerIn rechnen. Handschrifterkennung erfordert noch
weniger Lernaufwand, allerdings wurde noch nicht untersucht, ob die Verwendung von Handschrift
tatsächlich schneller und effektiver ist als die Benutzung einer virtuellen Tastatur.
Eine weitere Klasse alternativer Tastaturen sind die so genannten Chording Keyboards, bei denen die
Mehrfachbelegung von Tasten und damit die Reduzierung der Anzahl der Tasten bei gleichbleibenden Eingaberepertoire oberstes Ziel ist. Jeweils eine Kombination gleichzeitig gedrückter Tasten (ein
„Akkord“) entspricht der Eingabe eines Zeichens, zur Bedienung und zum Tragen dieses EingabeDevices wird in der Regel nur eine Hand benötigt, der andere Arm bleibt völlig uneingeschränkt.
Vertreter sind hier z.B. der in vielen Wearable Computing-Anwendungen eingesetzte Twiddler der
Firma Handykey Corporation, das DataEgg-System von E2Solutions oder das FingeRing-System von
NTT – Human Interface Laboratories. Aus dem Bereich der Unterstützungstechnologien für behinderte Menschen sind weitere Eingabegeräte dieser Klasse bekannt. Eine effiziente Benutzung, d.h.
eine Bedienung ohne auf das Device schauen zu müssen, muss und kann erlernt werden, so wie das
blinde Benutzen einer konventionellen Tastatur oder das „SMSsen“ auf einem Handy-Eingabefeld
gelernt werden kann. Eine virtuose Handhabung ist Voraussetzung für einen erfolgreichen Einsatz.
Ergonomische Untersuchungen stehen noch aus. Zu erwarten sind Ergebnisse, die besser ausfallen als
bei Standard-Tastaturen, da die Körperhaltung während der Eingabe flexibler ist, weil das EingabeDevice nicht an eine bestimmte Unterlage und damit an eine strenge Körperposition gebunden ist. Ein
Vergleich mit den Problemen, die beim exzessiven „SMSen“ auf Handy-Tastaturen für den Daumen
entstehen, wird wahrscheinlich auch zugunsten der Chording Keyboards ausfallen, da alle Finger der
Hand beteiligt sind und ein Halten des Devices nicht erforderlich ist, da es z.B. mit einer Schlaufe an
der Hand befestigt werden kann. Als Hinweis für die Marktrelevanz von Chording Keyboards kann
gewertet werden, dass sie mittlerweile als Alternative zu faltbaren Tastaturen für Smartphones und
PDAs angeboten werden.
Auch Datenhandschuhe, wie sie z.B. in Virtual Reality Environments eingesetzt werden, können
ebenfalls als Tastaturen dienen, indem für jedes Zeichen eine Geste oder Pose der Hand festgelegt
wird. In Form eines Handschuhs wurden aber auch noch verschiedene andere Varianten von Tastaturen entwickelt: An den Fingern und an der Handfläche des Handschuhs werden Tasten eingenäht,
eine Kombination mehrerer Tastenberührungen erzeugt ein anderes Zeichen. Datenhandschuhe aus
der VR-Bereich stehen auf dem Markt kommerziell zur Verfügung, sie sind allerdings relativ teuer
und recht empfindlich. Die anderen genannten Alternativen existieren nur als Prototypen. Auch die
Bedienung dieser Art von Tastatur muss gelernt werden, sie haben allerdings den Vorteil, wie schon
die Chording Keyboards, dass sie zur expliziten Eingabe nur eine Hand erfordern, und dass die Texteingabe durch eine geübte BenutzerIn sehr effizient sein kann, vergleichbar dem „blinden Maschineschreiben“. Untersuchungen bzgl. der Ergonomie dieser Art der Texteingabe sind noch nicht erfolgt,
auch nicht bzgl. ihrer Effizienz. Das liegt u.a. daran, dass Gestenerkennung nicht die Genauigkeit lie-
Technologien
179
fert, die eindeutige Tasteneingaben oder die mittlerweile sehr exakte Handschrifterkennung leisten.
Datenhandschuhe können aber nicht nur als Tastaturersatz verwendet werden, sie haben weitere
Einsatzmöglichkeiten. Beispielsweise können sie als Zeigemedium verwendet werden, was u.a. ihr
ursprünglicher Zweck als Equipment in der VR-Welt war.
Produktbeispiele Wearable und Virtual Keyboards
XyberKey™
Firma
Xybernaut Corp.
Adresse
http://www.xybernaut.com
Beschreibung
Eine am Unterarm tragbare vollwertige Tastatur für den Mobile Assistant IV
und V von Xybernaut.
Spezifikation
Wearable-Tastatur
System
Qwerty
Tastenanzahl
40-60
Benutzung
am Unterarm getragen, mit der anderen Hand zu bedienen
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
149 x 67 x 13 mm
Gewicht
200 g
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
USB
PS/2
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Hintergrundbeleuchtung
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/product/prod_des.htm
http://www.sanpo.t.u-tokyo.ac.jp/~jani/yak/doc/yak-2/design.html
Datum
gesehen: Oktober 2001
180
Kapitel V: Eingabe
Arm Mount Mirco Keyboard
Firma
Phoenix Group Inc.
Adresse
http://http://www.ivpgi.com
Beschreibung
Das PGI Arm Mount Micro Keyboard ist eine robuste und abgedichtete
vollwertige Tastatur, die am Unterarm befestigt wird.
Spezifikation
Wearable-Tastatur
System
Qwerty
Tastenanzahl
59
Benutzung
am Unterarm getragen, mit der anderen Hand zu bedienen
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
Gewicht
Weniger als 170 g
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
PS/2
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://http://www.ivpgi.com/Accesory.htm
Datum
gesehen: Oktober 2001
Technologien
181
WristPC Keyboard
Firma
L3 Systems
Adresse
http://www.l3sys.com
Beschreibung
Das WristPC Keyboard ist eine Tastatur, die für Wearable Computer
entwickelt wurde. Sie ist komplett versiegelt und ermöglicht so einen Einsatz
im Freien und unter rauhen Umweltbedingungen..
Spezifikation
Wearable-Tastatur
System
Qwerty
Tastenanzahl
39
Benutzung
am Unterarm getragen, mit der anderen Hand zu bedienen
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
14,86 x 6.66 x 1,32 cm
Gewicht
Aluminum: 255,15 g mit Kabel (205.53 g ohne Kabel)
ABS Plastic: 163 g mit Kabel (113,4 g ohne Kabel)
Energieversorgung
& -verbrauch
5V DC, 7-420 mA (mit/ohne Hintergrundbeleuchtung)
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
PS/2
USB
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Hintergrundbeleuchtung (regulierbar)
regenbeständig
Referenzen
Quelle
ftp://ftp.l3sys.com/pub/wristpc.pdf
Datum
gesehen: Oktober 2001
182
Kapitel V: Eingabe
Half Keyboard
Firma
Matias Corporation
Adresse
http://www.halfkeyboard.com/
Beschreibung
Das Half Keyboard ist für die Benutzung mit einer Hand (der linken)
ausgelegt, um die rechte Hand für andere Arbeiten freizuhalten. Die einzelnen
Tasten haben eine Doppelbelegung (z.B. „w“ und „o“ teilen sich eine Taste).
Die zweite Tastenbelegung wird mit der Space-Taste angesprochen (im
Prinzip agiert die Space-Taste als Shift-Taste).
Spezifikation
reduzierte Tastatur
System
Tastenanzahl
22
Benutzung
Befestigung am rechten Arm, Bedienung mit der linken Hand
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
15,0 x 8,2 x 1,5 cm
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
PC (USB , PS/2)
Macintosh (USB)
Palm III – V, m100, m105
HandEra
TRGpro
IBM WorkPad c3
Handspring Visor, Visor Deluxe, Platinum, Prism, Neo, Visor Pro
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.halfkeyboard.com/products/hkbinfo.html
Datum
gesehen: Oktober 2001
Technologien
183
Fitaly One-Finger Keyboard
Firma
Textware Solutions
Adresse
http://www.twsolutions.com
Beschreibung
Das Fitaly One-Finger Keyboard ist keine physikalische Tastatur, sondern
eine so genannte Onscreen-Tastatur, welche für die Eingabe per Touchscreen
oder Stift optimiert ist. Die Anordnung der einzelnen Tasten ist so angelegt,
dass eine zügige Eingabe per Finger (oder ggf. per Stift) ermöglicht wird.
Spezifikation
Onscreen-Tastatur
System
Software
Tastenanzahl
Benutzung
mit Finger / Stift auf einem drucksensitiven Bildschirm zu benutzen, z.B. auf
einem Unterarmdisplay mit der anderen Hand oder auf einem HMD per EyeTracking
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Windows 3.1, 3.11,Windows 95/98/NT/2000
Newton OS 2.0 oder höher
Windows CE 2, CE 3 und höher
Palm OS Version 2 und 3 und höher
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.twsolutions.com/fitaly/fitaly.htm
Datum
gesehen: Oktober 2001
184
Kapitel V: Eingabe
Produktbeispiele Chording Keyboards
FingeRing
Firma
NTT Human Interface Laboratories
Adresse
http://www.ntt.co.jp/index_e.html
Beschreibung
Der FingeRing besteht aus 5 Ringen, die an den 5 Fingern einer Hand
getragen werden. Wenn die BenutzerIn mit ihren Fingerspitzen eine Unterlage
(z.B. ein Tisch oder auch das Knie) berührt, wird dies registriert. Mittels
chording kann die BenutzerIn den FingeRing zur Eingabe von Text
verwenden.
Spezifikation
Einhand-Tastatur
System
Chording
Tastenanzahl
5 Ringe
Benutzung
an einer Hand (an allen 5 Finger) zu tragen, minimale Unterlage erforderlich
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Prototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.acm.org/sigs/sigchi/chi97/proceedings/paper/fkm.htm
Datum
gesehen: Oktober 2001
Technologien
185
Twiddler2
Firma
Handykey Corporation
Adresse
http://www.handykey.com
Beschreibung
Der Twiddler2 ist ein Mauszeiger sowie eine vollwertige Tastatur. Sie wird
mit einer Hand bedient und ist für Rechts- sowie Linkshänder angepasst.
Der Twiddler2 wird an zwei PS/2 Ports angeschlossen (Maus/Tastatur) und
kann somit an jedem Computer verwendet werden, der über einen Standard
PS/2 Maus- und Tastaturanschluss verfügt.
Maus: Der Twiddler2-Mauszeiger ist der IBM Trackpoint. Wenn der MousePointer mit dem Daumen bedient wird, kontrollieren die Finger die
Klickfunktionen.
Keyboard: Die Tastatur ist ein Keypad und ausgerichtet für „chord keying“:
jede Tastenkombination (eine oder mehrere Tasten gleichzeitig) erzeugt einen
eindeutigen Buchstaben oder Befehl. Sie besteht aus 12 Finger- und 6
Daumentasten und kann eine herkömmliche 101 Tastentastatur emulieren.
Spezifikation
Einhand-Tastatur mit integrierter Zeige-Funktion
System
Chording
Tastenanzahl
12 Fingertasten
6 Daumentasten
Benutzung
links/rechts mit einer Hand tragbar und benutzbar, die Position der Hand ist
dabei beliebig
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
14 x 4 x 4 cm
Gewicht
165 g
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Standard PS/2 Tastatur
Systemvoraussetzungen
für die Programmierung des Twiddler2 per Software: Win 98, 16 MB Ram, 2
MB HDD, Pentium
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Mit dem Optionalen „Happy Hacking Cradle“ kann der Twiddler2 auch als
Eingabegerät für den PALM PILOT verwendet werden
Besonderheiten
Durch beide PS/2-Anschlüsse (Maus/Tastatur) werden jeweils die Maus- und
Tastatursignale durchgeleitet, somit besteht die Möglichkeit, beides über einen
PS/2 Steckplatz zu verwenden (wenn die Gegenstelle dies unterstützt).
Standard PS/2 Maus
Referenzen
Quelle
http://www.handykey.com/site/features.html
http://www.sanpo.t.u-tokyo.ac.jp/~jani/yak/doc/yak-2/design.html
Datum
gesehen: Juli 2001
186
Kapitel V: Eingabe
BAT Personal Keyboard
Firma
Infogrip Inc.
Adresse
http://www.infogrip.com
Beschreibung
Das BAT Personal Keyboard ist ein ergonomisches und einhändig zu
bedienendes Eingabegerät. Es ist imstande, alle Funktionen einer
herkömmlichen Tastatur bereitzustellen (und darüber hinaus). Dazu dienen 7
Tasten, wobei 3 mit dem Daumen und die restlichen mit den Fingern bedient
werden. Durch Tastaturkombinationen (engl. Chord) werden Zeichen oder
Befehle an den Rechner gesendet. Es besteht auch die Möglichkeit, Makros zu
erstellen (um z.B. gleich ein ganzes Wort zu „schreiben“).
Spezifikation
Einhand-Tastatur
System
Chording
Tastenanzahl
7 (3 Daumen- und 4 Fingertasten)
Benutzung
mit einer Hand auf einer festen Unterlage
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
PS/2, USB für PC
ADB, USB für Macintosh (Treiber werden benötigt)
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
z.B. auch mit einem PALM PILOT verwendbar
erhältlich als Dual-, Links- und Rechtshänder Version
die PC-Version enthält einen Lithium-Ionen Akku für den Erhalt der Makros
Besonderheiten
ist für die Benutzung körperlich Behinderter ausgelegt
Referenzen
Quelle
http://www.infogrip.com/bat_kybd_details.asp
http://www.infogrip.com/docs/BATPCMan.pdf
Datum
gesehen: September 2001
Technologien
187
The Minimal Motion Computer Access System
Firma
Equal Access Computer Technology Inc.
Adresse
http://www.rit.edu/~easi/index.html
Beschreibung
Ein Chording-Eingabegerät, das in einer Einhand- und einer Zweihandversion
entwickelt wurde.
Spezifikation
Ein- oder Zweihand-Tastatur
System
Chording
Tastenanzahl
Einhand-Version: 4 Fingertasten oder 4 Fingertasten und 3 Daumentasten
Zweihand-Version: 32 Tasten
Benutzung
mit der Hand (eine oder zwei) auf einer festen Unterlage zu benutzen
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
kompatibel mit dem BAT von Infogrip
Systemvoraussetzungen
MS DOS
Verfügbarkeit
unbekannt
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.tifaq.org/keyboards/other-keyboards.html#Equal Access
Computer Technology
Datum
gesehen: Oktober 2001
188
Kapitel V: Eingabe
DataEgg
Firma
E2Solutions
Adresse
http://www.e2solutions.com
Beschreibung
Das DataEgg ist ein abgerundetes Eingabegerät, das in eine Hand passt. Es
ersetzt durch chording eine herkömmliche Tastatur. Es hat ein 2-zeiliges
LCD-Display.
Spezifikation
Einhand-Tastatur
System
Chording
Tastenanzahl
6 Fingertasten, 3 Daumentasten
Benutzung
einhändig und mit beliebiger Handposition zu benutzen
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
seriell
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Prototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.tifaq.com/keyboards/under-development.html
Datum
gesehen: Juli 1997
Technologien
189
Octima
Firma
Ergoplic Keyboards Ldt.
Adresse
Beschreibung
Octima ist eine Chording-Tastatur, die aus 8 Tasten besteht. Sie wird mit einer
Hand bedient und kann eine herkömmliche Tastatur ersetzen.
Spezifikation
Einhand-Tastatur
System
Chording
Tastenanzahl
8
Benutzung
einhändig zu benutzen, eine feste Unterlage ist erforderlich
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
wird nicht mehr produziert
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.billbuxton.com/InputSources.html#anchor669460
Datum
gesehen: Oktober 2001
190
Kapitel V: Eingabe
Produktbeispiele Datenhandschuhe
KeyGlove
Firma
wirejunkie
Adresse
http://www.wirejunkie.com
Beschreibung
Der KeyGlove ist ein Handschuh mit mehreren Tasten und dient als
Tastatureingabegerät für Wearable Computer. Die Tasten sind so auf der
Oberfläche des Handschuhes angebracht, dass sie mit den einzelnen Fingern
und dem Daumen erreichbar sind. Es sind z.B. welche in der Handfläche, am
Daumen und am Zeigefinger angebracht. Einem (Tastatur-) Tastendruck
entspricht immer das gegeneinander drücken von 2 Tasten: z.B. die Taste an
der Daumenspitze und die Taste an der Mittelfingerspitze ergeben
zusammengedrückt ein „f“, die Taste am Ringfingernagel plus die Taste an
der Handflächenmitte ergeben eine „7“ usw. .
Spezifikation
Gesten-Keyboard
System
Datenhandschuh
Tastenanzahl
Benutzung
links oder rechts mit einer Hand tragbar und benutzbar, die Position der Hand
ist dabei beliebig, die Hand kann kaum für anderes benutzt werden
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Bauanleitung
Sonstiges
Besonderheiten
Selbstbau aus den Bestandteilen einer auseinander genommenen Tastatur,
Verbesserung des Key-Glove von http://www.eyetap.org
Referenzen
Quelle
http://www.wirejunkie.com/resources/wearable/keyglove/
Datum
gesehen: Oktober 2001
Technologien
191
Key-Glove
Firma
Adresse
Beschreibung
Der Key-Glove ist Handschuh und dient zur Eingabe. Es sind Tasten auf den
Innenseiten der einzelnen Finger angereiht. Eine Kombination aus zwei Tasten
entspricht einer Tastaturtaste, z.B. ein „a“, „b“ usw.
Spezifikation
Gesten-Keyboard
System
Datenhandschuh
Tastenanzahl
Benutzung
links oder rechts mit einer Hand tragbar und benutzbar, die Position der Hand
ist dabei beliebig, die Hand kann kaum für anderes benutzt werden
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Selbstbauanleitung
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.eyetap.org/wearable/keyglove.html
Datum
gesehen: Oktober 2001
192
Kapitel V: Eingabe
Lightglove
Firma
Lightglove
Adresse
http://www.lightglove.com
Beschreibung
Der Lightglove besteht aus einer LED-Scanner/Receiver-Sensoreinheit, die
mittels eines Armbandes unterhalb des Handgelenkes getragen wird. Wenn die
BenutzerIn z.B. auf einer Tischplatte, oder auch in der Luft, mit den Fingern
„tippt“, erkennt der Sensor die „Tipp-Bewegungen“ anhand der Reflektionen
und interpretiert dies als Tastenklick. Mittels „chording“ kann der Lightglove
auch als Tastaturersatz verwendet werden.
Spezifikation
Gesten-Keyboard
System
Chording
Tastenanzahl
Benutzung
links oder rechts mit einer Hand tragbar und benutzbar, die Position des Arms
und der Hand ist dabei weitgehend beliebig, die Hand kann in beschränktem
Maße für anderes benutzt werden
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Sensoreinheit
Basisstation
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
1 AA Batterie (für 12 Stunden aktiven Gebrauch)
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
IBM PS/2
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Prototyp
Sonstiges
Die Sensoreinheit überträgt per Infrarot die Signale an eine Basisstation, die
per IBM PS/2 an einen Rechner angeschlossen werden kann.
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.lightglove.com/infofr.htm
http://www.lightglove.com/technicalfr.htm
Datum
gesehen: Oktober 2001
Technologien
193
Acceleration Sensing Glove (virtual keyboard)
Universität
University of California, Berkeley
Adresse
http://www.berkeley.edu
Beschreibung
Der Acceleration Sensing Glove ist ein Handschuh mit 5
Beschleunigungssensoren an jedem Finger plus 6 am Handrücken. Die
Sensoren sind mit einem Mikrocontroller verbunden und werden dort in
digitale Signale umgewandelt. Jede Gestik der Hand kann somit erfasst und
auch zum Bedienen eines Computers verwendet werden (z.B. könnte die
BenutzerIn einfach die Bewegungen imitieren, die bei einer Verwendung einer
Maus auftreten).
Spezifikation
Gesten-Eingabe
System
Datenhandschuh
Tastenanzahl
Benutzung
Benutzung mit einer Hand, keine Unterlage erforderlich, die Hand kann aber
kaum anders eingesetzt werden
implizite und explizite Eingaben möglich, z.B. Zeigen, Navigieren oder
Menüauswahl, aber auch Texteingabe per Handgesten sowie implizit die
Erfassung der Handposition
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
seriell
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Forschungsprototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://bsac.eecs.berkeley.edu/~shollar/fingeracc/fingeracc.html
http://bsac.eecs.berkeley.edu/~shollar/fingeracc/iswc.pdf
Datum
gesehen: Oktober 2001
194
Kapitel V: Eingabe
5DT Data Glove
Firma
5DT Inc.
Adresse
http://www.5dt.com
Beschreibung
Der 5DT Data Glove ist ein Datenhandschuh, der anhand der
Fingerbiegungen, der Längsneigung und der Drehbewegungen des
Handschuhes eine Maus oder einen Joystick emulieren kann. Die ermittelten
Daten werden per Funk an die Basisstation gesendet.
Spezifikation
drahtloses Zeigegerät
System
Datenhandschuh
Tastenanzahl
Benutzung
Benutzung mit einer Hand, keine Unterlage erforderlich, die Hand kann aber
kaum anders eingesetzt werden
implizite und explizite Eingaben möglich, z.B. Zeigen, Navigieren oder
Menüauswahl, aber auch Texteingabe per Handgesten sowie implizit die
Erfassung der Handposition
Bestandteile
Basisstation
Handschuh
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
7,5V DC
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
RS 232
Systemvoraussetzungen
Windows 95 / 98 / NT 2000, Linux oder Unix
Verfügbarkeit
kommerziell
150 mA
Sonstiges
Besonderheiten
Es können 4 5DT Data Glove gleichzeitig verwendet werden, ohne dass sie
sich gegenseitig stören.
Referenzen
Quelle
http://www.5dt.com/downloads/MediaReleaseSiggraph2001.pdf
Datum
gesehen: November 2001
Technologien
195
Drahtlose Zeigemedien und Navigationskomponenten
Die Interaktion zwischen der BenutzerIn und ihrem mobilen, tragbaren Computersystem muss sich
nicht notwendigerweise auf die Eingabe von Texten beschränken. Im Gegenteil, in vielen Anwendungssituationen wird nicht die Eingabe von Text gebraucht, sondern eine einfache, intuitive und
schnelle Möglichkeit, innerhalb eines vorhandenen Informationssystems zu navigieren, die Auswahl
aus einem Menü zu kennzeichnen und zu aktivieren oder auch nur, um elektronisch eine Funktion/Aktion auszulösen. Zu denken ist hier z.B. an den mobilen Einsatz von multimedial aufbereiteten
Reparaturanleitungen oder an eine mobile Inspektionscheckliste sowie an digitale technische Zeichnungen oder Karten. Für diese Zwecke reicht es vollkommen aus, einen mobilen, drahtlosen Mausersatz zur Verfügung zu haben. Im folgenden werden einige derartige Eingabegeräte vorgestellt. Der
Twiddler, der im vorangegangenen Abschnitt als Chording Keyboard vorgestellt wurde, verfügt über
eine integrierte Zeigefunktion, so dass er an dieser Stelle als all-in-one-Eingabegerät genannt werden
muss.
Produktbeispiele drahtloser Zeigemedien
Beschleunigungsmaus
Firma
Fraunhofer-Technologie-Entwicklungsgruppe TEG
Adresse
http://www.teg.fraunhofer.de
Beschreibung
Die Beschleunigungsmaus ist mit zwei Beschleunigungssensoren ausgestattet.
Mit Hilfe dieser Sensoren wird die Bewegung wahrgenommen und als
Mausbewegung interpretiert. Sie hat gegenüber konventionellen Mäusen einen
geringeren Stromverbrauch, keinen Verschleiß und ist absolut unabhängig von
der verwendeten Unterlage. Eine kabellose Variante in Form einer Fingermaus
ist in der Entwicklung.
Spezifikation
alternatives Zeige-Device
System
Tastenanzahl
2
Benutzung
an Hand/Finger zu tragen, beeinträchtigt die Freiheit der Hand kaum, ohne
Unterlage benutzbar,
z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü
Bestandteile
Größe
Gewicht
Verfügbarkeit
Prototyp
Referenzen
Quelle
http://www.fraunhofer.de/german/press/md/md2001/md09-2001_t4-teg.pdf
Datum
gesehen: Oktober 2001
196
Kapitel – Explizite Eingabe
FreeD
Firma
Pegasus Technologies Ltd.
Adresse
http://www.pegatech.com
Beschreibung
FreeD ist ein 3D-Eingabegerät in der Form eines Joysticks. Es ist kompatibel
zu einer herkömmlichen Maus, hat aber noch die Eigenschaft, die dritte
Dimension zu erfassen. Die drahtlose Verbindung erfolgt per Ultraschall.
Der Kopf des Joysticks kann auch aus der Halterung herausgenommen
werden, so dass die BenutzerIn den volle funktionsfähigen Sensor inkl. Beider
Tasten auf Finger trägt (siehe RingMouse).
Spezifikation
freihändiges, drahtloses Zeige-Device
System
Tastenanzahl
zwei
Benutzung
mit einer Hand und ohne Unterlage benutzbar,
z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü
Bestandteile
Ultraschallempfänger
Ultraschallsender in Form eines Joysticks
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
serielle
Systemvoraussetzungen
Dos, Windows 3.11, Windows 95
Verfügbarkeit
wird nicht mehr produziert
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.pegatech.com/free_d_dwn.html
Datum
gesehen: Juli 1997
Kapitel – Explizite Eingabe
197
RingMouse
Firma
Pegasus Technologies Ltd.
Adresse
http://www.pegatech.com
Beschreibung
Die RingMouse ist ein 3D-Eingabegerät, welches drahtlos am Zeigefinger
getragen wird. Es ist kompatibel zu einer herkömmlichen Maus, hat aber noch
die Eigenschaft, die dritte Dimension zu erfassen. Mit der Hilfe von
Ultraschall und einem entsprechenden Ultraschallempfänger wird dies
ermöglicht.
Spezifikation
drahtloses Zeige-Device
System
Tastenanzahl
2
Benutzung
am Zeigefinger einer Hand befestigt, beeinträchtigt die Freiheit der Hand
kaum, ohne Unterlage benutzbar,
z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü
Bestandteile
Ultraschallempfänger
am Finger zu befestigender Ultraschallsender mit zwei Schaltern
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Batterie: CR1620
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
serielle (RS-232C)
Systemvoraussetzungen
Dos, Windows 3.11, Windows 95
Verfügbarkeit
wird nicht mehr produziert
hält 1 Jahr bei einem normalen Gebrauch
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.pegatech.com/free_d_dwn.html
http://www.worklink.net/ringmouse.html
Datum
gesehen: Juli 1997
198
Kapitel – Explizite Eingabe
CatEye FinRing
Firma
Luckytech Technology Co., Ltd.
Adresse
http://www.luckytech.com.tw
Beschreibung
Der CatEye FinRing ist ein von der BenutzerIn als Ring zu tragendes
Zeigegerät, das entweder als herkömmliche oder als 3D-Maus dient. Durch
Kippen des Handgelenkes registriert die Maus die Bewegungen und sendet
diese per Funk an die Empfängerstation, die wiederum per USB mit dem
Computer verbunden ist.
Spezifikation
drahtloses Zeige-Device, auch 3D
System
Fingerring
Tastenanzahl
2
Benutzung
am Zeigefinger einer Hand befestigt, beeinträchtigt die Freiheit der Hand
kaum, ohne Unterlage benutzbar,
z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü
Bestandteile
Basisstation
ringförmiger Sender
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Basis: USB
Maus: 2 x 1.5V Alkaline LR44,
3V Betriebsspannung,
Betriebsstrom: <1 mA,
100 Std. kontinuierliche Benutzung
USB
Systemvoraussetzungen
Windows
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Aktionsradius 10-15 m
Taste an der Fingermaus, um die Neutralstellung zu kalibrieren.
Referenzen
Quelle
ct, Heise Verlag, Ausgabe 7/2000, Seite 79
http://www.bosswave.com/mouse/finring/index.shtml
Datum
gesehen: Oktober 2001
Kapitel – Explizite Eingabe
199
GestureWrist
Firma
Sony
Adresse
http://www.sony.de
Beschreibung
Sony´s GestureWrist hat die Form einer Armbanduhr und ist ein Mauszeiger.
Die Bewegungen werden einmal per Muskelbewegungen im Armband
registriert und zum anderen anhand von Beschleunigungssensoren. Die
GestureWrist sendet ihre Signale an das sog. GesturePad, das die BenutzerIn
irgendwo am Körper tragen muss. Diese Einheit sendet dann ihrerseits die
Signale an den Computer.
Spezifikation
drahtloses Zeige-Device
System
Armband
Tastenanzahl
Benutzung
am Handgelenk einer Hand zu tragen, die Hand wird nicht weiter
beeinträchtigt, ohne Unterlage benutzbar,
z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü
Bestandteile
GestureWrist, GesturePad
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Prototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.csl.sony.co.jp/person/rekimoto/papers/iswc01.pdf
http://www.csl.sony.co.jp/person/rekimoto/gwrist/
Datum
gesehen: Oktober 2001
200
Kapitel – Explizite Eingabe
GyroMouse (Pro / Presenter)
Firma
Gyration
Adresse
http://www.gyration.com
Beschreibung
Die GyroMouse ist eine funkgesteuerte Maus, die auf einer üblichen
Unterlage oder in der Luft verwendet werden kann. Wenn die Maus auf einer
Unterlage verwendet wird, werden die Steuerungssignale über eine normale
Mauskugel erzeugt. Für den Einsatz in der Luft werden sie mittels eines
Gyroskops erzeugt. Der Benutzer steuert dann mit seinen
Handgelenkbewegungen den Mauszeiger. Sie verfügt über drei Tasten (linke
und rechte Maustaste, Aktivierungstaste).
Spezifikation
freihändiges, drahtloses Zeige-Device
System
Tastenanzahl
3
Benutzung
mit rechter oder linker Hand, mit oder ohne Unterlage benutzbar,
z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü
Bestandteile
GyroMouse plus Basisstation
Größe
Maus: 12,95 x 5,59 x 4,32 cm
Basis: 13,97 x 6,6 x 6,86 cm
Gewicht
Maus: 155,92 g, Basis: 170,1 g
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
IBM PS/2, PC/AT und kompatibel
Systemvoraussetzungen
MS-DOS 3.x oder neuer, Windows 3.1, 95, 98, 2000, ME und NT
PS/2 Mouse Port oder DB-9 serial port
Microsoft, Logitech oder kompatible Treiber
MacOS 8 und höher (mit optionalem USB-Adapter)
Reichweite (Maus -> Basis):
-
Presenter: 30,48 m
- Pro: 9,14 m
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.gyration.com/kore/catalog/products/gyro-pro/content.html
Datum
gesehen: Juli 2001
Kapitel – Explizite Eingabe
201
GyroPoint Pro II AV
Firma
iXMICRO
Adresse
http://www.ixmicro.com
Beschreibung
Im Prinzip ist der GyroPointer von seiner Funktionalität her eine Maus, die
allerdings ihren Einsatz in der Luft hat. Die Handgelenkbewegungen der
BenutzerIn werden mittels gyroskopischer Sensoren registriert und per Funk
an die Empfängerstation gesendet, die wiederum per PS/2 an den Computer
angeschlossen ist.
Spezifikation
freihändiges, drahtloses Zeige-Device
System
Tastenanzahl
Benutzung
mit rechter oder linker Hand, mit oder ohne Unterlage benutzbar,
z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü
Bestandteile
Sensor mit Empfängerstation
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
PS/2
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Das Geschäft wurde mittlerweile aufgegeben.
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
PC Today Archive, June 1998• Vol.12 Issue 6, GyroPoint Pro II AV:
http://www.smartcomputing.com/editorial/article.asp?article=articles%2Fpcto
day%2Fhardware%2F980619%2Ehtml
Datum
gesehen: September 2001
202
Kapitel – Explizite Eingabe
Spezialisierte Eingabemedien
Die bisher vorgestellten Eingabe-Devices können mehr oder weniger als mobile Varianten der aus
Desktop und Mobile Computing bekannten Eingabemedien Tastatur und Maus aufgefasst werden. Für
den Einsatz mobiler, tragbarer Computersysteme zur Unterstützung mobiler Tätigkeiten jenseits der
Schreibtischarbeit ist es jedoch erforderlich, neue Wege zu beschreiten und neue, innovative EingabeDevices zu entwickeln. Eine Möglichkeit ist beispielsweise, Eingabemedien für bestimmte eingeschränkte Anwendungsfälle zu kreieren, die auf diese spezialisiert und in diese Richtung optimiert
sind und damit eine allgemeine Einsetzbarkeit verlieren. Das Design anwendungsspezifischer Eingabemedien ist ein interdisziplinärer Prozess, der nur in enger Zusammenarbeit mit den AnwenderInnen
und den potenziellen BenutzerInnen erfolgen sollte. Dieser Weg scheint auch für Wearable Computing zukunftsweisend zu sein. Hinsichtlich der Akzeptanz durch die BenutzerInnen haben erste partizipative Hardwareentwicklungsprojekte gezeigt, dass dieses Vorgehen entscheidende Vorteile bietet8.
Im folgenden werden einige wenige Eingabemedien vorgestellt, die jeweils auf eine spezielle Aufgabe hin optimiert wurden. Ihre bestechende Schlichtheit bei höchster Funktionserfüllung regen dazu
an, über den Widerstreit zwischen all-in-one-Geräten und spezialisierten Lösungen hinsichtlich der
Entwicklung von Geräten für das Wearable Computing noch einmal neu nachzudenken. Sie dienen
auch der Motivation, für andere konkrete Anwendungsfälle innovative Ideen zu ersinnen und sie zu
realisieren. Hier ist das Potenzial noch lange nicht ausgeschöpft. Darüber hinaus stehen auch hier eine
Evaluation und Felduntersuchungen aus, um Aufschluß zu geben über Chancen und Risiken dieser
„einhändigen“ und möglichst „beiläufigen“ Eingabetechnologien.
Vorgestellt werden ein hybrides Schreibwerkzeug, zwei verschiedene Umsetzungen für die Handhabung von Checklisten, die hochspezialisierte Eingabeschnittstelle des Wearable Scanning Systems
(WSS) von Symbol, dem bisher am erfolgreichsten kommerziell eingesetzten Wearable Computer,
sowie zwei Eingabe-Devices für den Einsatz unter Wasser. Im anschließenden Abschnitt wird es dann
um Sensoren gehen, um Eingabekomponenten also, die die expliziten BenutzerInnen-Eingaben deutlich zu reduzieren helfen und gerade mit spezialisierten Eingabemedien in engem Zusammenhang
stehen, da diese Funktionalität von Sensoren bereits integrieren, wie das Beispiel „Winspect-Handschuh“ zeigt.
Produktbeispiele spezialisierter Eingabemedien
Winspect-Handschuh
Institut
Technologie-Zentrum Informatik der Universität Bremen
Adresse
http://www.tzi.de
8
[Bas97],[Fin96], [Sma97], [Sma99]
Technologien
Beschreibung
203
Der Winspect-Handschuh ist auf die speziellen Anforderungen des WinspectPrototyps – eines Wearable Computing Systems für den Einsatz in der
Inspektion von Industriekränen – ausgerichtet. Es handelt sich um einen
handelsüblichen Arbeitshandschuh aus Leder in den in Handarbeit Sensoren
eingearbeitet wurden, die beim normalen Arbeiten mit dem Handschuh nicht
stören sollen.
An Mittel-, Ring- und kleinen Finger des Handschuhs sind Reed-Kontakte
eingenäht, die mit einem Magneten am Daumen ausgelöst werden können. An
der Handkante befindet sich die Antenne eines RFID-Scanners mit dem RFIDTags eingelesen werden, die an relevanten Objekten angebracht sind. Zur
Navigation einer Auswahllisten befindet sich ein Neigungssensor am
Handgelenk, dieser erfasst die Drehung der Hand. Der ausgewählte Eintrag
kann mit einem der oben erwähnten Taster aktiviert werden.Um eine digitale
Dokumentation bequem zu navigieren, ist am Handgelenk auch nochein
Ultraschallsender in den Handschuh eingearbeitet, der die dreidimensionale
Bestimmung der Position der Hand relativ zu einem in den Arbeitsanzug
integrierten Empfänger durchführt.
Spezifikation
multifunktionales Arbeitshandschuh-Eingabegerät
System
integriert
Tastenanzahl
3 Tasten
Benutzung
Der Prototyp wurde für die linke Hand gefertigt und wird als Handschuh
getragen, die Hand bleibt ansonsten frei in ihrer Beweglichkeit,
einsetzbar z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü
Bestandteile
Daten-Arbeitshandschuh mit Tasten, RFID-Scanner, Neidungssensor und
Ultraschallsender
Ultraschallempfänger wird vor der Brust
Größe
Gewicht
Das zusätzliche Gewicht ist geringfügig.
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
2 serielle; 2 PS/2 und 1 serielle für den Ultraschallempfänger
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Forschungsprototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.tzi.de/wearable/DOCS/winspect.html
[Bor01]
Datum
1999-2002
204
Kapitel V: Eingabe
Digital Pen
Firma
Anoto AB
Adresse
http://www.anoto.com
Beschreibung
Der Digital Pen von Anoto ist ein drahtloses Eingabe-Device das zwei
Funktionen miteinander integriert: Das Schreiben auf Papier und die
Dateneingabe. Zz wird es zur Eingabe von Texten verwendet, z.B. für SMS,
Fax, PDA etc. Der Anoto-Pen vereinigt somit die analoge mit der digitalen
Welt. Die Datenerfassung erfolgt per Infrarotsensor beim Schreiben und
mittels drahtloser Übermittlung per Bluetooth an einen entsprechenden
Empfänger, der seinerseits mit einem Computer verbunden ist.
Spezifikation
Eingabestift
System
Handschrifterkennung
Tastenanzahl
Benutzung
wird wie ein Kugelschreiber mit einer Hand benutzt, eine feste Unterlage ist
erforderlich
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Elektronischer Stift mit echter Tinte
Bluetooth-Empfänger
Größe
Füllhalter
Gewicht
45 g
Energieversorgung
& -verbrauch
Batterie oder Akku (Typ unbekannt)
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Bluetooth
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Kommerziell voraussichtlich ab Anfang 2002
Sonstiges
Der Digital Pen wurde in Kooperation mit Ericsson vorgestellt. Anoto ist ein
Tochterunternehmen von C-Technology, der Firma, die den C-Pen, einen stiftförmigen Scanner mit OCR-Funktion etc. herstellt
Besonderheiten
Der geschriebene Text wird sofort digitalisiert, steht aber auch traditionell auf
Papier geschrieben zur Verfügung
Referenzen
Quelle
http://www.anoto.com/technology/anotopen/
http://www.primeuser.com/product?7
Datum
gesehen: Dezember 2001
Technologien
205
Dial (VuMan-Projekt)
Universität
Wearable Group at Carnegie Mellon University
Adresse
http://www.wearablegroup.org/
Beschreibung
Der Dial wurde in einem mehrphasigen Designprozess explizit als
Eingabedevice für Wearable Computer entwickelt. Er besteht aus 3 Button auf
einer Art „Wählscheibe“. Konzipiert wurde das Device für die Auswahl aus
einem Menü in Form einer Checkliste. Das Navigieren geschieht mittels der
Wählscheibe. Aus der vorgegebenen Liste wird so ein Menüpunkt /
Kommando selektiert und per Button ausgewählt, um in eine tiefere Ebene der
Checkliste zu gelangen.
Spezifikation
Checklisten-Auswahl
System
integriert
Tastenanzahl
3
Benutzung
am Körper getragen, mit rechter oder linker Hand zu bedienen, keine
Unterlage erforderlich,
einsetzbar z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum Auswählen aus einem Menü
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Forschungsprototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.wearablegroup.org/interactiondesign/dialdesign/index.html
http://www.acm.org/sigchi/chi97/proceedings/paper/ljb1.htm
Datum
gesehen: Oktober 2000
206
Kapitel V: Eingabe
WSS 1000 / 1040 / 1060
Firma
Symbol Technologies Inc.
Adresse
http://www.symbol.com
Beschreibung
Eine Membrantastatur mit 27 Tasten, die in die Computer-Hardware des
Wearable Scanning Systems (WWS) von Symbol integriert ist.
Spezifikation
reduzierte Tastatur
System
integriert
Tastenanzahl
27
Benutzung
am Unterarm und am Finger zu tragen, die Hand behält weitgehend ihre
Bewegungsfreiheit (wenn die Tastatur benutzt wird, wird die zweite Hand
benötigt),
Auslösen eines digitalen Lesevorgangs, aber auch zur Eingabe von Text und
Steuerbefehlen einsetzbar.
Bestandteile
Wearable Computer mit integrierter Tastatur und direkt angeschlossenem
Handlaserscanner
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
integriert ins Computergehäuse
Besonderheiten
Hintergrundbeleuchtung
Referenzen
Quelle
ftp://symstore.longisland.com/symstore/pdf/ws104ger.pdf
Datum
gesehen: Oktober 2001
Technologien
207
The Kord® Pad
Firma
WetPC Pty Ltd
Adresse
http://www.wetpc.com.au
Beschreibung
Das Kord Pad war ursprünglich für den „WetPC Underwater Computer“ des
Institutes entwickelt worden. Es passt in eine Hand und benutzt 5 Buttons.
Die Eingabe erfolgt über chording.
Spezifikation
Unterwasser-Eingabegerät
System
Chording
Tastenanzahl
5
Benutzung
einhändig und mit beliebiger Handposition zu benutzen
explizite Eingabe von Text und Steuerbefehlen
Bestandteile
Größe
9 x 7 x 3,5 cm
Gewicht
300 g
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Keyboard
seriell
parallel
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
für den Unterwassergebrauch
Referenzen
Quelle
http://wetpc.com.au/html/products/onehanded.htm
Datum
gesehen: Oktober 2001
208
Kapitel V: Eingabe
The Kord® Grip
Firma
WetPC Pty Ltd
Adresse
http://www.wetpc.com.au
Beschreibung
Der Kord Grip war ursprünglich für den „SeaSlate Underwater Computer“
entwickelt worden. Es passt in eine (rechte oder linke) Hand und benutzt 6
Buttons. Die Eingabe erfolgt über chording.
Spezifikation
Unterwasser-Eingabegerät
System
Chording
Tastenanzahl
6
Benutzung
per Hand (links oder rechts)
Explizite Eingabe von Steuerbefehlen und Auslösen von Aktionen
Bestandteile
Größe
18,0 x 8,0 x 10,0 cm
Gewicht
800 g
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Prototyp
Sonstiges
Besonderheiten
für den Unterwassergebrauch
Referenzen
Quelle
http://wetpc.com.au/html/products/mobile.htm
Datum
gesehen: Dezember 2001
Technologien
209
Sensoren
Wie eingangs bereits erwähnt, können Sensoren im mobilen Einsatz die explizite Eingaben der
BenutzerIn erheblich reduzieren. Die Vielfalt potenziell mobil einsetzbarer Sensoren ist so groß, dass
eine vollständige Darstellung an dieser Stelle nicht sinnvoll ist, denn eine Auswahl sollte immer
anhand einer konkreten Anwendung erfolgen. Es bestimmen so viele einzelne Faktoren die Wahl
eines geeigneten Sensors, dass in der vorliegenden Studie der Schwerpunkt auf die grundsätzlichen
Eigenschaften und Charakteristika von Sensoren gelegt wird, präsentiert werden einige grundlegende
Überlegungen zur Klassifikation. Als Produktbeispiele vorgestellt werden nur einige Sensoren, die
auch zur expliziten Eingabe verwendet werden können: Tracking-Sensoren zur Erfassung der Kopfbzw. Augenbewegung, und Biosensoren, die zur Steuerung von Computerprogrammen entwickelt
werden bzw. wurden.
Implizite Eingabe
Sensoren spielen in der Automatisierungstechnik in ihrer Kombination mit Aktoren im Regelkreis
eine außerordentliche Rolle, gehören sie doch neben der Computertechnologie zu den grundlegenden
Komponenten der Automatisierung. Der Markt für Sensorik ist unüberschaubar groß, da Sensoren seit
langer Zeit für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden, z.B. in der Fahrzeugtechnik, auch in
industriellen Prozessen sind sie gang und gäbe. Im Desktop Computing sind Sensoren allerdings
kaum zu finden, da in diesem Anwendungsbereich so gut wie keine impliziten Eingaben anfallen, alle
anderen explizit eingegeben werden und eine Wahrnehmung der Umgebung in den seltensten Fällen
eine Rolle spielt. Ausnahmen sind Kameras und Mikrofone, die im Desktop Computing eingesetzt
werden. Allerdings fungieren sie hier nicht im engeren Sinne als Sensoren, da ihr Datenstrom nur
aufgezeichnet und nicht ausgewertet wird.
Im Ubiquitous Computing wiederum sind Sensoren die zentrale Technologie, denn in diesem Paradigma gehört es zur grundlegenden Funktion der eingesetzten Computertechnologie, dass sie die
Umgebung (technisch) wahrnimmt und aufgrund einer intensiven und insbesondere intelligenten
Interpretation der erfassten Rohdaten agiert. Diese Eigenschaft eines Computersystems wird „awareness“ genannt, wobei sich dieses „bewusst-sein“ auf Verschiedenes beziehen kann, z.B. auf die
geographische Position (location awareness), auf mehrere Faktoren der Umgebung (context awareness) oder auch auf ein komplexes Faktorengefüge, in das auch die Intentionen der BenutzerIn mit
einbezogen wird (situation awareness).
Ähnliches gilt für Wearable Computing, allerdings kommt hier, im Gegensatz zur Automatisierungstechnik und zum Ubiquitous Computing, die Eigenschaft der Mobilität hinzu. Ist sie bei den expliziten Eingabe-Devices eine Anforderung an das Design, eine mobile Benutzung zu gewährleisten, so ist
sie im Bereich Sensorik ein Angebot, das es zu nutzen gilt. Bradley Rhodes9 identifiziert deshalb als
eine charakteristische Eigenschaft von Wearable Computern, dass sie über Sensoren zur Wahrnehmung der physikalischen Umgebung verfügen. Im Desktop Computing würde eine solche Forderung
wenig Sinn machen, da sich die Umgebung kaum ändert und so auch keine auswertbaren Daten zur
Verfügung stellt. Doch die Bewegung eines mobilen tragbaren Computersystems durch Raum und
Zeit stellt durch diese beständige Veränderung eine große Vielfalt von Daten zur Verfügung, die ausgewertet werden können.
Klassifikation von Sensoren
Sensoren können in verschiedenen Dimensionen klassifiziert werden. Einmal kann man physikalische
von logischen Sensoren unterscheiden, in einer anderen Ebene kann man sie nach der Ausrichtung
ihres „Wahrnehmungsbereichs“ bzgl. der BenutzerIn einteilen. Wie eingangs erwähnt, sind manche
Sensoren nur aufgrund des mobilen Einsatzes wichtig, andere werden eingesetzt, weil die spezifisch
zu unterstützende Aufgabe ihren Einsatz erfordert. Im folgenden wird nur eine Unterscheidung
9
[Rho97]
210
Kapitel V: Eingabe
zwischen physikalischen und logischen Sensoren vorgenommen und die Merkmale der möglichen
Wahrnehmungsrichtungen erläutert.
Physikalische Sensoren nehmen direkt meßbare (kontinuierliche oder diskrete) Daten auf. Man kann
sich eine Analogie zu den menschlichen Sinnesorganen vorstellen, doch technische Wahrnehmung
geht weit über den menschlich wahrnehmbaren Bereich hinaus und muss deshalb nach der Erfassung
transformiert werden. In diese Kategorie gehören u.a.
•
Kameras zur Erfassung von Bildern und Bildfolgen als Analogon zum menschlichen Auge
und Infrarot-Sensoren als Erweiterung des menschlichen Sehens
•
Mikrofone als Analogon zum menschlichen Ohr, die aber auch Frenquenzbereiche aufnehmen können, die dem menschlichen Sinnesorgan nicht zugänglich sind
•
Temperatur-, Druck- und andere taktile Sensoren entsprechen der menschlichen Haut
•
Gassensoren sind elektronische Nasen
•
Beschleunigungssensoren und ein Kompass sowie Radar- und Strahlungsmesser entsprechen nicht direkt einem menschlichen Sinnesorgan, sondern sind technische „Wahrnehmungsorgane“.
Logische Sensoren erfassen zwar auch Daten, messen sie jedoch nicht direkt, sondern benutzen
andere Medien, z.B. bereits ausgewertete Sensoren (sensor fusion) und auch Ergebnisse anderer
Computerprogramme, um ihre Daten zu „messen“. In diese Kategorie gehören u.a.
•
Sensoren zur Bestimmung der Position, der Orientierung oder der Blickrichtung der
BenutzerIn werden in der Regel als Tracking-Systeme bezeichnet. Hier lässt sich die
Sensorik nach ihrer Reichweite, dem entsprechenden Referenzsystem und ihrer Genauigkeit unterscheiden. Positionsbestimmung erfolgt per Funk, Infrarot, Trägheitsnavigation
oder Ultraschall. Bei der Lokalisierung wird zwischen Outdoor- und Indoor-Navigation
unterschieden.
Im Outdoor-Bereich kommen z.B. die bekannten GPS-Empfänger (global positioning system) zum Einsatz. Dabei ist es enorm wichtig, wer die Informationen über den Aufenthaltsort der BenutzerIn erhält, d.h. ob die BenutzerIn selbst mittels eines in ihr mobiles, tragbares Computersystem integrierten Sensors ihren Standort bestimmt oder ob ein externes
System sie ortet (und ihr oder anderen die Koordinaten „mitteilt“).
Für den Indoor-Bereich werden relativ genaue elektromagnetische, akustische und optische
Trackingsysteme eingesetzt, die vorher schon integraler Bestandteil von Virtual Reality
Environments waren.
•
Sensoren zur (berührungslosen) Objektidentifikation
•
Zeitmessung
Ein anderes Kriterium zur Klassifizierung von Sensoren kann aber auch die Richtung sein, aus der die
verwendeten Sensoren ihre Daten beziehen, d.h., wie der Sensor eingesetzt wird und mit welcher
„Blickrichtung“ seine Messwerte interpretiert werden. Zu unterscheiden sind:
•
Sensoren, die auf die jeweilige Umgebung der BenutzerIn gerichtet sind, die sozusagen
die Position der BenutzerIn einnehmen und von ihrer Warte aus eine technische Wahrnehmung realisieren. Dazu gehört z.B. eine Digitalkamera oder eine elektronische Nase, die die
Umgebungseigenschaften erfasst, sowie Barometer, Thermometer, Druckmesser usw.
Dazu gehören aber auch berührungslose Objektidentifikationssysteme wie z.B. BarcodeScanner, Active Badges und RFID-Sensoren. Ausschlaggebend ist hier, wie der Sensor eingesetzt wird.
•
Sensoren, die auf die BenutzerIn gerichtet sind, beispielsweise eine Mini-Kamera, die zur
Verfolgung der Augen- oder Kopfbewegung verwendet wird. Zu dieser Kategorie gehören
Technologien
211
auch alle Körperfunktionssensoren, die z.B. im Rahmen von Affective Computing10 nach
ihrer Auswertung Rückschlüsse auf die Befindlichkeit der BenutzerIn zulassen. Die so
genannten Biofeedback-Sensoren gehören dazu, bzw. der „Biosensor“, der nach der heute
nicht mehr gebräuchlichen aber hier zutreffenden Definition nach Meyers Universallexikon
folgendermaßen charakterisiert wird: „Gerät zur Messung physikal. und chem. Lebensvorgänge an und in Lebewesen, wie z.B. Atmung, bioelektr. Potentiale (EKG, EEG, Elektroretinogramm), Blutdruck, Herzfrequenz, Körpertemperatur, Magensalzsäure und Darmbewegungen. Diese Vorgänge werden durch entsprechende Meßfühler (z.B. Elektroden,
Druckwandler, Thermometer) in elektr. Signale umgewandelt, elektronisch verstärkt und
gewöhnlich kurvenmäßig aufgezeichnet.“
•
Sensoren, die den internen Zustand des Computersystems, seine anwendungsprogramminternen Zustände oder die über ein Netzwerk eingehenden Informationen überwachen,
werden allgemeinhin nicht als Sensoren bezeichnet, sondern als Softwareagenten. Sie können im Sinne einer impliziten Eingabe jedoch als Softwaresensoren betrachtet werden, die
digitale Informationsbewegungen als eingehende Daten registrieren und auswerten.
Die so eingesetzten Sensoren können eine Vielzahl von Informationen über den aktuellen Kontext der
BenutzerIn ermitteln und auf dieser Grundlage der BenutzerIn einerseits die explizite Eingabe dieser
Daten ersparen und ihr andererseits wertvolle Hinweise und eine situationsabhängige Unterstützung
bieten. Durch den Einsatz von Sensoren, also von impliziten Eingaben, lässt sich die ebenfalls von
Rhodes11 identifizierte so genannte Pro-Aktivität eines Wearable Computers realisieren: Nur wenn
ein Computer über „eigene Wahrnehmungen“ verfügt, kann er auf der Grundlage dieser ständig eingehenden Daten „von sich aus“ aktiv werden und der BenutzerIn angemessene kontextabhängige
Informationen selbstständig präsentieren. Allerdings sind für die Auswertung der umfangreichen
Messdaten aus den verschiedenen Quellen sowie für ihre Interpretation und die Kombination der
Auswertungen mehrerer Sensoren (sensor fusion) zu einer konsistenten Synthese effiziente und intelligente Methoden und Modelle erforderlich, die bisher nur im Ansatz zur Verfügung stehen. Zu untersuchen ist z.B., wie eine technische Wahrnehmung die menschliche in der Situation der Ausübung
einer mobilen Tätigkeit sinnvoll ergänzen und unterstützen kann, so dass eine kognitive Arbeitsteilung umgesetzt wird. Eine Schlüsseltechnologie werden mobile Assistenzsysteme sein, die Sensoren
zur Umsetzung einer intelligenten, persönlichen Assistenz verwenden werden.
Welche Sensoren konkret für welchen Anwendungsfall einzusetzen, welche Sensor-Kombinationen
am effektivsten und wie die Messwerte bzw. jeweiligen Auswertungen miteinander in Beziehung zu
setzen sind, ist im Einzelfall zu entscheiden und wird von den Gegebenheiten des Anwendungsbereichs sowie von der zu erfüllenden Aufgabe determiniert. Bzgl. der einzusetzenden Sensorik bieten Elektronik-Versandkataloge eine schier unerschöpfliche Quelle der Inspiration, wenn man ein
bisschen bastlerische Ambitionen hat. Auf die ist man zz. nämlich noch angewiesen, da kaum „sensorische Komplettsysteme“ angeboten werden. Die einzige Ausnahme ist das Wearable Scanning System der Firma Symbol, das mit einem Barcode-Laserscanner ausgestattet ist. Allerdings wurde dieses
Produktbeispiel bereits als explizites Eingabemedium beschrieben, da das Scanning-System nicht der
impliziten Eingabe dient. In den folgenden Produktbeschreibungen ist deshalb keine Vielfalt und auch
kein Komplettsystem zu finden, sondern nur einzelne Komponenten. Exemplarisch dargestellt werden
Tracking-Sensoren für das Head- bzw. Eye-Tracking und Biosensoren. Diese Beispiele wurden
gewählt, da sie laut Produktbeschreibung auch zur expliziten Eingabe benutzt werden können, z.B.
zur Steuerung eines Cursors per Augenbewegung oder zur Steuerung eines Computerprogramms per
Gehirnstrom.
10
11
[Pic97a], [Pic97b]
[Rho97]
212
Kapitel V: Eingabe
Produktbeispiele Tracking-Sensoren
Mousamatic
Firma
Adresse
Beschreibung
Die Mousamatic ist ein Zeigereingabegerät, das mit einem Stirnband am
Kopf getragen wird. Der am Hinterkopf liegende Bewegungssensor
ermittelt anhand des Erdmagnetfeldes die Kopfbewegung der BenutzerIn.
Spezifikation
alternatives Zeige-Device
System
Kopf-Tracking
Tastenanzahl
Benutzung
Der Kopf steuert den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig frei, eine
Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein Referenzpunkt, an dem der
Bildschirm angenommen wird.
Einsetzbar zur expliziten Eingabe, z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum
Auswählen aus einem Menü, und zur impliziten mit den gleichen
Funktionen, wenn die Interpretationssoftware entsprechend intelligent
gestaltet wird.
Bestandteile
Größe
2,5 x 0,75 x 5 inch
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Eingangsspannung: 5 V DC
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
seriell
PS/2
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Besonderheiten
kann nicht in einem fahrenden Fahrzeug verwendet werden.
Referenzen
Quelle
http://www.worklink.net/products/mousamatic.html
Datum
gesehen: Oktober 2001
Technologien
213
Headmouse
Firma
Origin Instruments Corporation
Adresse
http://www.orin.com
Beschreibung
Die Headmouse richtet sich an Personen, die ihre Hände nicht benutzen
(können). Die optischen Sensoren der Headmouse registrieren anhand eines
am Kopf oder an der Brille angebrachten Punktes, in welche Richtung die
BenutzerIn ihren Kopf bewegt und setzt diese in Mausbewegungen um.
Kombiniert mit einer on-screen-Tastatur kann so sogar mit dem Kopf eine
Tastatur bedient werden. Ein Remote-Switch-Interface steht ebenfalls zur
Verfügung, um z.B. eine drahtlose Verbindung zu einem Rollstuhl
herzustellen und weitere Eingaben zu ermöglichen.
Spezifikation
alternatives Zeige-Device (evtl. auch Tastatur)
System
Kopf-Tracking
Tastenanzahl
Benutzung
Der Kopf steuert den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig frei, eine
Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein Referenzpunkt, an dem der
Bildschirm angenommen wird.
Einsetzbar zur expliziten Eingabe, z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum
Auswählen aus einem Menü, und zur impliziten mit den gleichen Funktionen,
wenn die Interpretationssoftware entsprechend intelligent gestaltet wird.
Bestandteile
Sender und stationärer Empfänger
Remote Switch Interface für eine drahtlose Verbindung (Optional)
Größe
18,54 x 14,48 x 3,81 cm
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Serial Port, RS-232C mit einem DB9 Connector
Apple Macintosh Smart Cable
IBM PS/2 Smart Cable; USB
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Reichweite des Sensors: 10 – 150 cm
Betrachtungswinkel: 55°
Genauigkeit: 0,01016 cm
benutztes Frequenzband: nahe Infrarot
Standard Ziel: dünn wie Papier, 0.635 cm Durchmesser, mit selbstklebendem
Rücken
Besonderheiten
HeadMouse für den portablen Einsatz erhältlich
Referenzen
Quelle
http://www.orin.com/access/headmouse/index.htm
Datum
gesehen: September 2001
214
Kapitel V: Eingabe
Tracker 2000
Firma
Madenta Communications
Adresse
http://www.madenta.com/
Beschreibung
Der Tracker ermöglicht es, mit leichten Kopfbewegungen den Mauszeiger zu
bewegen. Dazu wird der Tracker stationär befestigt und auf den Kopf der
BenutzerIn gerichtet. Sie hat einen Punkt am Kopf oder auch an der Brille.
Die Kamera im Tracker erkennt anhand der Bewegungen des Punktes, in
welche Richtung sich der Mauszeiger bewegen soll. Er ist für Personen
konzipiert wurden, die z.B. aufgrund von körperlichen Behinderungen ihre
Hände nicht mehr benutzen können und somit ist der Tracker ein guter Ersatz
für eine reguläre Maus.
Spezifikation
alternatives Zeige-Device
System
Kopf-Tracking
Tastenanzahl
Benutzung
Der Kopf steuert den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig frei, eine
Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein Referenzpunkt, an dem der
Bildschirm angenommen wird.
Einsetzbar zur expliziten Eingabe, z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum
Auswählen aus einem Menü, und zur impliziten mit den gleichen Funktionen,
wenn die Interpretationssoftware entsprechend intelligent gestaltet wird.
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Maus-Input Kompatibilität: USB, PS/2, Serail Maus, ADB
Joystick Modus
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Betrachtungswinkel: 50°, symmetrisch
Kameraauflösung: 320*240 Pixel
Referenzen
Quelle
http://www.madenta.com/products/comaccess/tracker/about.html
Datum
gesehen: Juli 2001
Technologien
215
Headmaster Plus
Firma
Prentke Romich Company
Adresse
http://www.prentrom.com
Beschreibung
Der Headmaster Plus dient als Mausersatz. Anhand der Kopfbewegung der
BenutzerIn wird der Mauszeiger bewegt. Um einen Tastendruck zu
vollführen, pustet die BenutzerIn in ein kleines Rörchen. Der Headmaster ist
für Personen entwickelt worden, die ihre Hände z.B. aufgrund körperlicher
Behinderungen nicht benutzen können.
Spezifikation
alternatives Zeige-Device
System
Kopf –Tracking
Tastenanzahl
Benutzung
Der Kopf steuert den Mauszeiger, der Mund bedient die Knöpfe, die Hände
bleiben vollständig frei, eine Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein
Referenzpunkt, an dem der Bildschirm angenommen wird.
Einsetzbar zur expliziten Eingabe, z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum
Auswählen aus einem Menü, und zur impliziten mit den gleichen Funktionen,
wenn die Interpretationssoftware entsprechend intelligent gestaltet wird.
Bestandteile
Headset für die BenutzerIn
Receiver am Objekt oder Bildschirm
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Macintosh
serielle IBM 2 oder 3 Button Maus
IBM PS/2 Maus
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
nicht explizit für Wearable Computing gedacht
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://store.prentrom.com/catalog/prentrom/HM-3P?AMHLLZNx;;545
Datum
gesehen: Oktober 2001
216
Kapitel V: Eingabe
Eyegaze
Firma
LC Technologies, Inc
Adresse
http://www.lctinc.com
Beschreibung
Das Eyegaze-System ist ein Mausersatz. Die Zeigegeste erfolgt durch die
Reflektion des Monitorbildes im Auge und anhand der Pupille. Dazu dient
eine kleine Videokamera, die unterhalb des Monitors angebracht ist. LC
Technologies vertreibt auch eine Version für Personen, die auf einen Rollstuhl
angewiesen sind.
Spezifikation
alternatives Zeige-Device
System
Eye-Tracking
Tastenanzahl
Benutzung
Kopf / Auge Kopf steuern den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig
frei, eine Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein Referenzpunkt, an
dem der Bildschirm angenommen wird.
Einsetzbar zur expliziten Eingabe, z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum
Auswählen aus einem Menü, und zur impliziten mit den gleichen Funktionen,
wenn die Interpretationssoftware entsprechend intelligent gestaltet wird.
Bestandteile
LCD-Monitor
Computer
Videokamera
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Windows NT/2000
Bestandteile und
Zubehör
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
nicht explizit für Wearable Computing gedacht
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.lctinc.com/
http://www.lctinc.com/doc/eds.htm
Datum
gesehen: Oktober 2001
Technologien
217
Vision 2000
Firma
el-mar
Adresse
http://www.interlog.com/~elmarinc/
Beschreibung
Der Vision 2000 ist einteiliges Video-Eye-Tracking-System. Es wird am Kopf
montiert und kombiniert Augenpositionsdaten mit den Bildern der Szenenkamera. Der Blickpunkt der TrägerIn wird angezeigt und aufgezeichnet,
womit eine Analyse der Augenbewegung und Fixierung der TrägerIn
ermöglicht wird.
Spezifikation
Mobiles Eye-Tracking
System
Video-Eye-Tracking
Tastenanzahl
Benutzung
Der Kopf steuert den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig frei, eine
Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein Referenzpunkt, an dem der
Bildschirm angenommen wird.
Einsetzbar zur expliziten Eingabe, z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum
Auswählen aus einem Menü, und zur impliziten mit den gleichen Funktionen,
wenn die Interpretationssoftware entsprechend intelligent gestaltet wird.
Bestandteile
Eye-Tracker mit Szenen-Kamera
Hand-Held Tastatur
Monitor
Größe
Gewicht
ca. 300 g (Eye-Tracker + Szenen-Kamera)
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Eigenschaften
Abtastrate: 120-mal pro Sek.
Genauigkeit: +/- 0,1°
Horizontaler Verfolgungsbereich: +/- 40°
Vertikaler Verfolgungsbereich: +/- 30°
Betrachtungsfeld der Szenen-Kamera: 22° - 90°
Referenzen
Quelle
http://www.interlog.com/~elmarinc/V2000.htm
Datum
Dezember 2001
218
Kapitel V: Eingabe
Model 501
Firma
ASL – Applied Science Laboratories
Adresse
http://www.a-s-l.com
Beschreibung
Das Model 501 ist ein komplettes Eye-Tracking-System, das in Situationen
verwendet wird, in denen die TrägerIn leichte, am Kopf montierte, optische
Geräte tragen kann und auf uneingeschränkte Bewegungsfreiheit angewiesen
ist. Das System ist konstruiert, um den Blickpunkt der Augen relativ zum
Kopf zu messen. Diese Messwerte werden als Cursor oder Fadenkreuze in das
Bild der Umgebungskamera eingeblendet. Wird es mit einem optionalen
Head-Tracking-System und ASL’s EYEHEAD Integrationssoftware
kombiniert, kann das Modell 501 auch die Augenbewegungen relativ zu
stationären Oberflächen/Objekten der Umgebung darstellen. Die erfassten
Daten beinhalten Zeit, X/Y-Augenpositionskoordinaten und Pupillendurchmesser. Die Daten können am angeschlossenen Computer gespeichert werden,
sie sind aber auch direkt an der am Gerät befindlichen seriellen Schnittstelle
abrufbar.
Spezifikation
Mobiles Eyetracking
System
Video-Eye-Tracking
Tastenanzahl
Benutzung
Der Kopf steuert den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig frei, eine
Unterlage ist nicht erforderlich, allerdings ein Referenzpunkt, an dem der
Bildschirm angenommen wird.
Einsetzbar zur expliziten Eingabe, z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum
Auswählen aus einem Menü, und zur impliziten mit den gleichen Funktionen,
wenn die Interpretationssoftware entsprechend intelligent gestaltet wird.
Bestandteile
Steuerungseinheit
Eye-Tacking-System und Szenen-Kamera
Größe
Gewicht
226,8 g (Kopfeinheit)
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
RS 232
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Kopfbewegung: unbegrenzt
Eigenschaften
Abtastrate: 50 oder 60 Hz (120 und 240 Hz optional)
Genauigkeit: 0,5° bis 1,0°
Messprinzip: Helligkeit der Pupillen/Hornhaut-Reflektion
Sichtweite: 50 ° horizontal, 40° vertikal
Referenzen
Quelle
http://www.a-s-l.com/model501.htm
Datum
Dezember 2001
Technologien
219
The Video Eye Trace System
Firma
Permobile Meditech AB
Adresse
http://www.permobil.se
Beschreibung
Diese Eye-Tracking System unterscheidet sich von herkömmlichen dadurch,
dass es ein Headset verwendet und somit die Szenen-Kamera entfällt. Durch
die Verwendung eines HMD hat die BenutzerIn eine uneingeschränkte
Kopfbewegungsfreiheit und somit wird eine sehr genaue Analyse ermöglicht.
Spezifikation
Eye-Tracking
System
Video-Eye-Tracking
Tastenanzahl
Benutzung
Der Kopf steuert den Mauszeiger, die Hände bleiben vollständig frei, eine
Unterlage oder ein externer Referenzpunkt sind nicht erforderlich.
Einsetzbar zur expliziten Eingabe, z.B. zum Zeigen, Navigieren oder zum
Auswählen aus einem Menü, und zur impliziten mit den gleichen Funktionen,
wenn die Interpretationssoftware entsprechend intelligent gestaltet wird.
Bestandteile
HMD (mit integriertem Eye-Tracking System)
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
PAL, NTSC
Computer (mittels eines Konverters)
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.zmms.tu-berlin.de/Eyes-Tea/eoghttp://www.pdf
Datum
Dezember 2001
220
Kapitel V: Eingabe
InertiaCube2
Firma
InterSense, Inc
Adresse
http://www.isense.com
Beschreibung
Der InertiaCube2 ist ein kleiner Würfel, der mit Sensoren ausgestattet ist, die
eine 3D-Positionseingabe ermöglichen.
Spezifikation
Tracking
System
Positions- und Orientierungs-Tracking
Tastenanzahl
Benutzung
z.B. am Kopf oder an der Hand, es wird implizit die Lage im 3D-Raum
ermittelt
Bestandteile
10 oder 100 m Kabel für den seriellen Anschluss
Größe
3,2 x 2,9 x 2,4 cm
Gewicht
28 g
Energieverbrauch
10 mA
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
RS-232
Systemvoraussetzungen
Windows 98/NT/2000
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.isense.com/news/pr/2001/0814_icube.htm
http://www.cybermind.nl/Info/InertiaCube2.pdf
Datum
gesehen: Oktober 2001
Technologien
221
Produktbeispiele Biosensoren
Bioelektrische Steuerung
Firma
Ames Research Center
Adresse
http://www.arc.nasa.gov
Beschreibung
Die NASA-Wissenschaftler haben ein Armband (bestückt mit 8 Elektroden)
entwickelt, welches in der Lage ist, die Signale aufzunehmen, die von
Muskelnervenzellen erzeugt werden. Diese Technik kann z.B. für die
zukünftige Steuerung von Flugzeugen verwendet werden.
Spezifikation
Biosensor
System
Tastenanzahl
Benutzung
Unterarm auf einer festen Unterlage
beliebige explizite Eingaben sind möglich
Bestandteile
Größe
Gewicht
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
Forschungsprototyp
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/co/4827/1.html
Datum
gesehen: November 2001
222
Kapitel V: Eingabe
Cyberlink
Firma
Brain Actuated Technologies, Inc.
Adresse
http://www.brainfingers.com
Beschreibung
Jeder, der die Welt der Gehirn-Aktivitätskontrolle erforschen will, kann jetzt
Computersoftware und alle anderen elektrischen Geräte direkt aus dem
Kontrollzentrum - dem Gehirn – bedienen. Das Cyberlink Interface ermöglicht
die Nutzung von Computern und elektrischen Geräten ohne Beanspruchung
der Hände, so der Werbetext.
Gehirn- und Körpersignale, die Sensoren in einem Stirnband messen, werden
verstärkt, digitalisiert und an den Computer geschickt. Hiermit kann die Maus
bewegt, ein interaktives Spiel gespielt, Anwendungssoftware oder
Webbrowser genutzt, fast jede Windows-Anwendung benutzt, Musikinstrumente gespielt, Peripherie-Geräte aktiviert und Umgebungsvariablen
angepasst werden.
Das Cyberlink Interface basiert auf einer Technologie, die elektrische Signale,
die durch Gehirn- und Muskelaktivität ausgelöst werden, an der Haut
registriert und verarbeitet. Zwölf verschiedene an der Stirn aufgenommene
biologische Signale kontrollieren die Bewegung sowie die linke und rechte
Taste der Maus.
Spezifikation
Biosensoring
System
Tastenanzahl
Benutzung
Befestigung am Kopf, die Hände bleiben völlig frei. Explizite und implizite
Eingaben scheinen möglich zu sein.
Bestandteile
Sensoren-Stirnband und Basisstation
Größe
Gewicht
Energieversorgung
Schnittstelle/
Systemvoraussetzungen
Verfügbarkeit
kommerziell
Sonstiges
Besonderheiten
Referenzen
Quelle
http://www.brainfingers.com/cyberlink.htm
Datum
Dezember 2001
Technologien
223
Auswahl geeigneter Eingabemedien
Die Wahl einer geeigneten Eingabetechnologie hängt ganz und gar von der zu unterstützenden Aufgabe, der Art und der Menge der anfallenden Eingabedaten, den Einsatzbedingungen, den zu erwartenden Umgebungsfaktoren ab und bestimmt auch das zu wählende Ausgabemedium. Es gibt noch
kein einfaches, eindeutiges Schema, z.B. in Form einer Checkliste, anhand dessen man einen neuen
Anwendungsbereich analysieren könnte, um so zu einer optimalen Konfiguration aller notwendigen
informationstechnologischen Komponenten zu gelangen. Dass ein derartiges Schema für mobile Eingabetechnologien noch nicht existiert, liegt auch darin begründet, dass die Entwicklung von EingabeDevices für mobile, tragbare Computersysteme noch nicht abgeschlossen ist. Wearable Computing
entwickelt sich gerade und jede neue Anwendung bringt noch neue Anforderungen mit sich und damit
auch neue Devices hervor.
Einige mobile Eingabetechnologien sind allerdings schon vorhanden. Sie resultieren in erster Linie
aus der „Mobilisierung“ bekannter Technologien des Desktop Computing und aus der Automatisierungstechnik. Es ist sinnvoll, explizite und implizite Eingaben in ein Computersystem voneinander zu
trennen, um die verschiedenen Eingabeschnittstellen, die für Wearable Computing in Frage kommen,
zu klassifizieren:
•
Explizite Eingaben werden willentlich von der BenutzerIn vorgenommen, z.B. das Sprechen
eines Befehls, die Auswahl aus einem Menü, das Tippen eines Textes.
•
Implizite Eingaben sind Daten, die ein Computersystem weitestgehend selbstständig und
ohne das bewusste Zutun der BenutzerIn aufnimmt, z.B. mittels Sensoren (Kameras, Temperaturfühler, Messgeräte, etc.) oder auch durch eingehende Systemmeldungen oder Informationen, die von außen über das Netz eingehen.
Explizite Eingaben erfordern die Aufmerksamkeit der BenutzerIn, implizite erfolgen weitgehend
unbemerkt. Um in einer Situation, in der die Aufmerksamkeit der BenutzerIn in der realen, gegenständlichen Welt situiert ist, eine sinnvolle informationstechnische Unterstützung zu leisten, sollte das
einzusetzende mobile, tragbare Computersystem so wenig explizite Eingaben wie möglich erfordern.
Das heißt z.B., dass der Anteil der expliziten Eingaben durch einen verstärkten Einsatz impliziter
Eingaben im oben genannten Sinne ersetzt werden sollte sowie durch den Einsatz intelligenter Interpretationen aller eingehenden Daten. Darüber hinaus muss das explizite Eingabe-Device so gestaltet
sein, dass seine Bedienung die BenutzerIn nicht bei ihrer primären Aufgabe stört und sie in ihrem
Arbeitsfluss möglichst nicht unterbricht. Welche Sensorik die expliziten Eingaben reduzieren kann,
ist ganz und gar von der Anwendung abhängig. Die Bandbreite ist hier schier unermesslich, wenn
man der Phantasie nur ein bisschen freien Lauf lässt: Positionsbestimmung, Geschwindigkeit, Datum
und Uhrzeit, Temperatur, Abstand, Luftzusammensetzung, Vitalfunktionen usw.
Bei Devices für die explizite Eingabe sind die Möglichkeiten nicht ganz so vielfältig. Zur Auswahl
geeigneter Eingabemedien insbesondere zur Interaktion zwischen Mensch und Computer ist die
Beantwortung folgender Fragen hilfreich:
•
•
Welche Art von Eingaben sind erforderlich?
-
Freier Text, einzelne Zeichen oder Ja/Nein-Bestätigungen
-
Aktivierung/Deaktivierung oder komplexe Checklisten-/Menüauswahl
-
Aufnahme einzelner diskreter oder großer Mengen kontinuierlicher Messwerte (z.B.
auch Audio- oder Videoströme)
-
Navigation in umfangreichen Datenbeständen oder digitalen Karten bzw. Zeichnungen
-
Kommunikation mit anderen Menschen (z.B. per Sprache oder Videokonferenz)
Welche Benutzungsbedingungen herrschen vor?
224
Kapitel V: Eingabe
•
-
die Umgebung ist laut, leise oder hat eine wechselnde Geräuschkulisse
-
die Umgebung ist nass, heiß, staubig, windig...
-
Arbeits-/ Schutzkleidung und Sicherheitsvorschriften
-
Hände stehen zur Bedienung ganz, manchmal, gar nicht oder auch einzeln zur
Verfügung
-
die Aufmerksamkeit liegt ständig an anderer Stelle oder sie kann zeitweise dem
Eingabe-Device gewidmet werden
-
die Körperhaltung ist beliebig oder eingeschränkt bzw. vorgegeben
-
weitere Werkzeuge
-
Ausdehnung der Aktionsradius
Welches Ausgabe-Device werden verwendet?
Der erlangten Klarheit seitens des Anwendungsbereichs können die Eigenschaften existierender bzw.
in der Entwicklung befindlicher Eingabe-Devices gegenüber gestellt werden. Da mit Wearable Computing die „Befreiung“ der Hand von Eingabetätigkeiten angestrebt wird, ist diese Eigenschaft das
vorrangige Analysekriterium der folgenden Klassifizierung von Eingabemedien:
•
Spracheingabe ist die erste explizite und freihändige Eingabetechnologie. Sie ist aufgrund
ihrer technologischen Rahmenbedingungen nicht universell einsetzbar, im konkreten Einzelfall allerdings eine echte freihändige Lösung.
•
Andere völlig freihändige Eingabemedien sind Tracking-Systeme. Je nachdem, welches
Datum wichtig ist (Position, Orientierung, Blickrichtung, Blickpunkt) gibt es bereits
einzelne Endgeräte auf dem Markt. Eye-Tracking eignet sich beispielsweise als explizite
Eingabe. Die vorhandenen Geräte haben zwar noch keine Marktreife erlangt, doch gibt es
bereits ein erstes mobiles, tragbares Eyetrackingsystem.
•
Alle anderen freihändigen Eingabetechnologien sind implizite Eingaben, d.h. Sensoren, die
selbstständig Daten erfassen. Erforderlich sind für ihren Einsatz allerdings intelligente
Methoden zur Interpretation der gemessenen Werte (z.B. Bilderkennung in Videos). Sensoren sind in der Automatisierungstechnik weit verbreitet, sie mobil und tragbar zu gestalten,
ist nur eine kleine Aufgabe. Ein einzelner ausgewerteter Sensor allein liefert erste wertvolle
Kontextinformationen. Mehrere miteinander kombinierte Sensoren bringen nicht nur mehr
Information, sondern können auch qualitativ bessere Ergebnisse liefern, da sie sich z.T.
komplementär ergänzen. Darüber hinaus lassen sich Sensorinformationen durch kleine,
kurze Eingaben der BenutzerIn effektivieren, so dass ein produktive Koexistenz expliziter
und impliziter Eingaben die ideale Mischung bei der Eingabe darstellt.
•
Explizite Eingabe-Devices gibt es, auch kommerziell, insbesondere zur Eingabe von Texten
und als Mausersatz. Sie alle erfordern mindestens die zeitweilige Benutzung einer Hand,
beanspruchen z.T. sogar beide Hände.
•
Die wenigen Ansätze, spezialisierte Eingabe-Devices zu entwickeln, die für den mobilen
Einsatz konzipiert und auf einen konkreten Anwendungsbereich hin optimiert sind, stellen
die zukunftsweisenden Eingabemedien dar. Mit der Überwindung der Desktop-Metapher
als Leitbild für die Gestaltung der Mensch-Computer-Interaktion eröffnen sich neue Horizonte, die in Zukunft noch weiter ausgelotet werden müssen.
Neben den Eingabegeräte spielt für Wearable Computing die Interpretation der Eingaben, insbesondere der Sensoren eine wesentliche Rolle. Dieser Bereich ist kommerziell noch nicht erschlossen, so
dass auch noch keine Produkte auf dem Markt verfügbar sind. Die Analyse der Anwendungsbeispiele
gibt einige Hinweise darauf, wohin die Entwicklung gehen wird.
Kapitel VI
Ausgabetechnologien
Mobile, tragbare Computersysteme benötigen, wie alle anderen Computersysteme auch, ein AusgabeInterface. Abhängig von der konkreten Ausprägung der mobilen Tätigkeit, die mit dem System unterstützt werden soll, sind ganz verschiedene Formen der Ausgabe möglich. Vom Desktop-Computing
ausgehend ist die offensichtlichste Ausgabeart eine visuelle auf einem mobilen, tragbaren Display.
Mobiltelefone, Smartphones und PDAs als weit verbreitete mobile Endgeräte verfügen bereits über
kleine Displays, deren Leistungsfähigkeit beschränkt, aber an ihre Aufgabe angepasst ist. Mit fortschreitender Erhöhung der Erwartungen an die Funktionalität derartiger Handheld-Geräte wird sich
auch die Qualität dieser Displays entsprechend verändern. Sicher ist, dass bei zukünftigen Geräten,
die z.B. UMTS-fähig sind, eine rein visuelle Ausgabe nicht ausreichend ist, wenn sie interaktive
Spiele oder Videos für unterwegs bewältigen sollen. Eine auditive Ausgabe wird deshalb zumindest
für dieses Segment des Konsumenten-Marktes unumgänglich werden. Doch auch für andere, professionelle oder industrielle Anwendungsbereiche werden alternative Ausgabemedien relevant, z.B.
wenn visuellen Displays nicht einsetzbar sind.
Als Ausgabedevices für auditiven Output werden Kopfhörer und kleine, qualitativ hochwertige Ohrhörer benötigt, die es schon zur Genüge z.B. für Walkmans, CD-Player, Mobiltelefone usw. gibt. Auf
diese Hardware wird in der vorliegenden Studie nicht eingegangen, da hier keine neuen technologischen Potenziale zu erwarten sind. Der einzig spannende Aspekt ist die Integration von Kopfhörern
und anderen Interaktionsdevices in Schmuck oder andere Assessoires der täglichen Kleidung. IBM
hat hier mit ihrem prototypisch entwickelten digitalen Schmuck einen ersten Schritt in diese Richtung
unternommen. An der Carnegie Mellon University (CMU), die sich seit langem mit dem ergonomischen (Hardware-)Design für Wearable Computer befasst, wurden auch bereits einige Design-Studien
zur Form und zur Platzierung neuer, tragbarer Device für den mobilen Einsatz durchgeführt, die
einige formschöne Entwürfe, allerdings noch keine Prototypen hervorgebracht haben. Konkrete
Anforderungen aus Anwendungsbereichen werden die Entwicklungen an dieser Stelle bestimmen.
Eine TechnikerIn, die eine Produktionsanlage überwacht, erhält aus den Geräuschen der Maschinen
wichtige Informationen über deren Zustand. Sie könnte keine Stereokopfhörer tragen, ein Lautsprecher am Kragen oder am Sicherheitshelm wäre die geeignetere Lösung. Andererseits muss eine
InspekteurIn in einem Stahlwerk oder einem anderen, geräuschintensiven Ort einen Ohrhörer haben,
wenn sie akustische Informationen erhalten soll.
Neben der Art und der Platzierung der Lautsprecher ergeben sich im Zusammenhang mit den
Charakteristika mobiler Tätigkeiten ganz andere Potenziale einer auditiven Ausgabe: Es besteht die
Forderung, dass ein mobiles, tragbares Computersystem für die Unterstützung mobiler Tätigkeiten die
Aufmerksamkeit der BenutzerIn so wenig wie möglich in Anspruch nimmt, und dass die Benutzung
dieses Computersystems möglichst beiläufig erfolgen kann. Der auditive Kanal der menschlichen
Wahrnehmung stellt hier eine noch nicht ausreichend integrierte Komponente dar, denn wir benutzen
ihn schon immer auch beiläufig. Seine Nutzung im Wearable Computing, insbesondere wenn es um
den Einsatz ständig proaktiver Computersysteme geht, stellt ein noch nicht überschaubares Potenzial
225
226
Kapitel VI: Ausgabe
bereit, seine Aktivierung bedarf allerdings noch weiterer Forschungen und Entwicklungen1. Darüber
hinaus spielen bei der akustischen Ausgabe mittels eines Computersystems die Generierung eines
sprachlichen verbalen Outputs ebenfalls eine wichtige Rolle2.
Die Carnegie Mellon University ist es auch, die einen weiteren menschlichen Wahrnehmungskanal in
die Interaktion zwischen Mensch und Wearable Computer einzubeziehen versucht. Ihre Wearable
Computing Group entwickelte den Prototyp eines taktilen Displays3, das auf dem Rücken getragen
wird, und untersuchte seine Einsatzmöglichkeiten und -bedingungen. Ein leichtes „Klopfen auf die
Schulter“ oder ein „Kribbeln auf der rechten Seite“ kann, immer abhängig von der zu unterstützenden
Aufgabe, Information komprimierter vermitteln als so manches Bild. Zu denken ist hier nicht nur an
sehbehinderte BenutzerInnen, sondern gerade auch an BenutzerInnen, deren visuelle Aufmerksamkeit
voll und ganz von ihrer primären Aufgabe in Anspruch genommen wird oder die eine Vielzahl von
Informationen gleichzeitig brauchen, so dass die Entlastung des visuellen oder auditiven Kanals durch
eine taktile Alternative hilfreich wäre. Bei der Navigation kann ein leichtes Tippen an der rechten
Schulter als Richtungshinweis genügen oder der erfolgreiche Abschluss einer angestoßenen Aktion
kann so fast unterschwellig kommuniziert werden. Ein weiterer positiver Aspekt ist die Eigenschaft
einer taktilen Ausgabe, dass sie von der Umwelt, d.h. von den sich in der Nähe aufhaltenden Personen, weitgehend unbemerkt erfolgen kann, was ja bereits bei Mobiltelefonen und PDAs zu einer
schnellen Verbreitung des Vibrationsalarms geführt hat.
Eine systematische Untersuchung dieser nicht-visuellen Ausgabetechnologien wird ein noch unbeachtetes Potenzial im Bereich mobiler, tragbarer Computersysteme sichtbar machen und auch die
Entwicklung von Prototypen und insbesondere die Entwicklung einsatzfähiger Produkte ist zukunftsträchtige, steht aber noch aus. Je nachdem, wie schnell es gelingt, die Bedeutung der über das Sehen
hinausgehenden menschlichen Sinne für die Interaktion zwischen Mensch und Computer zu erschließen, wird es zukünftig mehr andere, in einem noch viel wörtlichere Sinne multimediale und multimodale Interfaces4 geben. Das bedeutet allerdings nicht, dass eine visuelle Wahrnehmung im Wearable
Computing keine Rolle mehr spielen soll. Ziel ist vielmehr, den visuellen Kanal zu entlasten.
Im Zusammenspiel mit mobilen, tragbaren Rechnersystemen müssen die einzusetzenden Displays
ebenfalls mobil und tragbar und darüber hinaus stromsparend sein und bei anspruchsvollen Aufgaben
die Qualität der Displays heutiger Mobiltelefone und PDAs weit übertreffen. Angestrebt wird vielerorts eine den Desktop-Bildschirmen vergleichbare Qualität und Auflösung. Ob das für jeden Anwendungsbereich notwendig ist, sei dahingestellt. Sinnvoll ist auf jeden Fall, Displays zu haben, die von
ihrer Größe, ihrer Beschaffenheit und von ihrer Handhabbarkeit geeignet sind für den mobilen Einsatz. Im folgenden Abschnitt wird deshalb auf verschiedene Display-Technologien eingegangen, und
es werden einige Produkte exemplarisch vorgestellt. Da das Ziel im Wearable Computing eine weitgehend freihändige Benutzung von Computersystem ist, wird der Schwerpunkt des folgenden
Abschnitts auf Head-Mounted-Displays (HMDs) liegen; Mini-Displays, die in Form von Touchscreens am Unterarm oder in der Hand getragen werden, werden allerdings auch einen Platz bekommen, da sie z.B. in Situationen eingesetzt werden können, in denen phasenweise ein intensiver Dialog
zwischen Mensch und Computer erforderlich ist, Text eingegeben oder etwas skizziert werden muss.
Situationen also, in denen die BenutzerIn kurzzeitig ihre ganze Aufmerksamkeit dem Computersystem widmen kann und anschließend wieder eine völlig uneingeschränkte Blickfreiheit benötigt.
1
[Bre99], [Saw00]
Sprachgenerierung ergänzen
3
[Gem01]
4
Die menschlichen Sinne und Ausdrucksfähigkeiten werden als „Modalitäten“ bezeichnet, sind mehrere
Modalitäten gleichzeitig beteiligt, spricht man von „Multimodalität“, z.B. Hören und Sehen gleichzeitig bzw. mit
dem Finger zeigen und „dort“ sagen, sind jeweils multimodal. „Multimedial“ wird im Computerbereich für die
verschiedenen Ausgabemöglichkeiten (Text, Bilder, Video und Sprache) benutzt.
2
Technologien
227
Displaytechnologie
Standard-Displays wie sie in einer Büroumgebung in Verbindung mit herkömmlichen Desktopcomputern verwendet werden, sind aufgrund ihrer Bauform, ihrer Größe, ihres Gewichts und ihres Energieverbrauchs nicht für den Wearable Computing Bereich einsetzbar. Gerätehersteller können an
diesen Größen- und Kostenfaktoren nur wenig ändern, da die BenutzerInnen nach bequem lesbaren
Anzeigen in einem Mobiltelefon, Smartphone, PDA oder Notebook verlangen. Deshalb dominieren
diese Displays derzeit viele Mobilgeräte. Die Forderung nach möglichst großen, hellen, kontrastreichen Anzeigen behindert die Entwicklung von innovativen tragbaren Produkten.
Eine Lösung für den Einsatz mit mobilen, tragbaren Computersystemen und insbesondere mit
Wearable Computern versprechen deshalb die sogenannten Mikrodisplays. Diese zu den Flat-PanelDisplays gehörenden Miniaturbildschirme sind ohne Vergrößerungs- oder Projektionsoptiken im
Prinzip nicht nutzbar. Zusammen mit einem passenden Linsensystem bieten diese briefmarkengroßen
Displays jedoch eine Bildqualität, die eine herkömmliche Anzeige in punkto Fläche und maximale
Auflösung weit übertreffen. Miniaturbildschirme verbrauchen zudem wenig Leistung, die für das
Endprodukt notwendige Stromversorgung kann also deutlich kleiner ausfallen, so dass die Laufzeit
erheblich gesteigert wird.
Hersteller von Mikrodisplays
Es gibt etwa 30 Unternehmen weltweit5, die sich mit der Entwicklung von Mikrodisplays beschäftigen. Neben einigen bekannten LCD-Herstellern sind auf diesem Sektor in jüngster Zeit sehr viele
Start-Up-Firmen zu finden. Die nachfolgende Liste, die jedoch keine Anspruch auf Vollständigkeit
erhebt, fasst einige Hersteller zusammen6:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
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•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
5
6
Aurora Systems Inc.
Cambridge Display Technology Ltd.
Digilens
Display Research Laboratories Inc.
DisplayTech Inc.
eMagin Corp.
Planar Systems Inc.
HANA Microdisplay Technology Inc.
InViso Inc.
Kaiser Electronics
Kent
Kopin Corp.
McDonnell Douglas
Micropix Technologies Ltd.
Microvision Inc.
PixTech Inc.
Sarif
Sextant Avionique
Siemens
Sony
Texas Instruments Inc.
Three-Five Systems Inc.
Varitronix Ltd.
Zight (vormals Colorado Microdisplay Inc.)
[Kuh2000].
Die Adressen der Firmen sind im Anhang zu finden.
228
Kapitel VI: Ausgabe
Realisierungsansätze verschiedener Displaytechnologien
Realisierungsansätze für Mikrodisplays, die in Abbildung 6.1 zusammengefasst sind, kann man zunächst nach der Art der verwendeten Lichtquelle unterscheiden: emissive Anzeigen leuchten selbst,
transmissive bedienen sich einer zusätzlichen Hintergrundbeleuchtung, reflektive Mikrodisplays nutzen das Umgebungslicht als Lichtquelle.
Abb. 6.1: Mikrodisplay-Technologie im Überblick
Emissive Displays
In emissiven Displays sitzt der lichtaussendende Layer auf einem Trägersubstrat aus Silizium oder
alternativ auf einer mit Silizium beschichteten Glasplatte. Das Trägersubstrat enthält in den meisten
Fällen eine Ansteuerelektronik für das Display und je nach Basismaterial weitere elektronische
Schaltungen, die in der herkömmlichen stromsparenden CMOS-Technologie ausgeführt sind. Die
emissive Schicht kann ein Elektrolumineszenzmaterial (EL) sein, aus Phosphorleuchtmitteln (VF oder
FED) oder einem organischen lichtemittierenden Polymer (OLED) bestehen. Bei ElektrolumineszenzMikrodisplays in Aktiv-Matrix-Technologie (AMEL) wird jedes Pixel von einem eigenen Transistor
angesteuert.
Bei der Vakuum-Fluoreszenz(VF)-Technologie regen Elektronen ähnlich wie beim CRT eine dünne
Phosphorschicht an, die Licht aussendet. Eine Transistormatrix sorgt hierbei für die pixelgenaue
Ansteuerung der Bildpunkte: jeder Steuertransistor ist von rotem, grünem oder blauem Phosphor
bedeckt. In Feldemissionsdisplays (FED) senden kleine Emitterspitzen auf dem Siliziumsubstrat
Elektronen zur Anregung des Phosphors aus. Mit VF-Displays konnten bislang keine besonders
hohen Pixeldichten erreicht werden, sie eignen sich deshalb nach dem jetzigen Stand nicht für hochauflösende Bildschirme.
Mikrodisplays auf der Basis von organischen lichtemittierenden Polymeren (OLEP oder OLED)
konnten bisher ebenfalls nur mit einer relativ niedrigen Auflösung hergestellt werden. Die Unternehmen, die OLEP-Displays herstellen, nutzen zur Zeit eine CMOS-Plane als Träger, hoffen jedoch, die
leuchtende Schicht zukünftig auf formbare Trägersubstrate aufbringen zu können – der Bildschirm
würde dann faltbar werden. Ein Prototyp, bei dem die leuchtende Schicht auf eine flexible Folie
aufgebracht ist, wurde Ende 1999 vom Siemens-Forschungszentrum Erlangen vorgestellt7.
Transmissive Displays
Transmissive Displays benötigen eine rückwärtig angebrachte Lichtquelle, können also nicht selbst
Licht erzeugen. Bei ihnen wird das durch eine Flüssigkeitskristallschicht fallende Licht mit Hilfe der
Steuertransistoren in jedem Pixel moduliert, bevor es an die Displayoberfläche tritt. Dies entspricht
dem Mechanismus herkömmlicher Aktiv-Matrix-LC-Displays (AMLCD), die bei Notebook-Anzei-
7
Siehe [Siemens99] und [BildWiss00].
Technologien
229
gen, zunehmend aber auch bei Desktopbildschirmen eingesetzt werden8. Derzeit gibt es zwei
grundsätzliche Verfahrensweisen für transmissive Displays. Entweder werden die Steuertransistoren
(die Modulatoren) in Poly-Silizium (p-Si) oder in einkristallinem Silizium (als Silikon-On-Insulator
(SOI) realisiert) gefertigt.
Polysilizium wird durch Erhitzen beziehungsweise Rekristallisieren von amorphem Silizium erzeugt
und wird nach der verwendeten Technologie nochmals in Hochtemperatur- (HTPS) und Niedrigtemperatur- (LTPS) Polysilizium unterschieden. Niedrigtemperaturverfahren sind kostengünstiger, weil
die Temperaturen im Verlauf der Fertigung unter 200°C bleiben und somit die Belastung für die
beteiligten Materialien geringer ist. Aufgrund der verbesserten elektrischen Eigenschaften von p-Si
können Teile der peripheren Treiberelektronik zusammen mit den On-Screen-Transistoren gefertigt
werden, was kompaktere Formen und kostengünstigere Realisierungen ermöglicht.
Einkristallines Silizium ist hochwertiger aber auch kostspieliger in der Fertigung9 als p-Si. Die
Steuertransistoren einer SOI-Schaltung werden zunächst auf einkristallinen Siliziumscheiben produziert. Anschließend wird die aktive Elektronik vom Wafer abgehoben und diese sehr dünne, nahezu
transparente Schicht auf ein Glassubstrat übertragen, über das dann die Flüssigkeitskristallschicht
gelegt wird. Die zusätzliche Steuerelektronik wie Zeilen- und Spaltentreiber muss jenseits der eigentlichen Displayfläche platziert werden. Die abgetragene einkristalline Schicht darf nicht zu komplex
sein, um die hohen Fertigungskosten nicht nochmals zu erhöhen.
Das verwendete Material beeinflusst den Abdeckungsgrad der Transistorfläche in Bezug zur leuchtenden Pixelfläche. Dieses Verhältnis von lichtdurchlässiger zu lichtundurchlässiger Fläche ist bei
Verwendung von einkristallinem Silizium sehr günstig, da dies eine große Elektronenbeweglichkeit
besitzt. Die Transistoren können deshalb bei gleicher elektrischer Beanspruchung am kleinsten dimensioniert werden. Amorphes Silizium zeigt die geringste Ladungsträgerbeweglichkeit, die Ansteuerelektronik fällt dementsprechend groß aus. Poly-Silizium liegt zwischen beiden Formen. Prinzipiell
gilt, dass je kleiner die notwendigen Schalttransistoren sind, desto höher ist die maximale Pixelzahl,
die bei maximaler Lichtausbeute auf ein Mikrodisplay passt. Einkristallines Silizium in Form von SOI
ermöglicht hier die größte Packungsdichte, ist aber auch am aufwendigsten und kostspieligsten in der
Fertigung.
Reflektive Displays
Reflektive Mikrodisplays nutzen zur Beleuchtung eine externe Lichtquelle, das Umgebungslicht oder
eine gerichtete Quelle. Sie modulieren das Licht, während es vom Mikrodisplay reflektiert wird. Es
gibt auch hier prinzipiell zwei Techniken: Liquid-Crystal-On-Silicon (LCOS) und Micro-ElectricalMechanical-Systems (MEMS).
Auf der Silizium-Backplane von mikroelektromechanischen Systemen sitzen kleine bewegliche Teilchen, die auf eine durch Spannungsimpulse hervorgerufene elektrostatische Kraft reagieren (Digital
Micromirror Devices (DMD) von Texas Instruments sind die bekanntesten Vertreter). Bei DMDs
liegt über der Steuermatrix eine kleine Schicht aus Spiegeln. Jeder Spiegel kippt bei Anlegen einer
definierten Steuerspannung entweder in eine On-Position, bei der das optische System Licht sammelt,
oder in eine Off-Position, in der das Licht absorbiert wird. Da solche elektromechanischen Spiegelsysteme sehr schnelle Schalter sind, werden die Farb- bzw. Graustufen durch Pulsweitenmodulation
erzeugt. Der Spiegel lenkt das Licht nicht über den vollen Zeitraum zum Linsensystem, und das
menschliche Auge interpretiert diesen geringfügig kürzeren Lichtpuls als weniger hellen Bildpunkt.
Eine andere Verfahrensweise setzt die Spiegelfelder auf piezoelektrische Materialien und erzeugt die
Farb- bzw. Graustufen durch definierte Spiegeldrehungen (z.B. Displays von Daewoo Electronics).
Die sogenannten Thin Film Micromirror Arrays (TMA) bewegen sich je nach elektrischem Potential
8
Klassische LCD mit passiver Ansteuerung besitzen eine relativ lange Ansprechdauer von einigen
Zehntelsekunden. Der damit verbundene Nachteil bei schnellen Bildänderungen, etwa beim Bewegen des
Mauszeigers, macht sich störend als „Verschmierung“ bemerkbar. Dieses Problem wird mit einer aktiven
Ansteuerung der einzelnen Bildpunkte behoben.
9
Das Fertigungsprinzip von Mikrodisplays auf SOI-Basis ist auf der Web-Side der Firma Kopin Corp.
(www.kopin.com) schematisch dargestellt und sehr gut beschrieben.
230
Kapitel VI: Ausgabe
so, dass das Licht mehr oder weniger in das oder aus dem optischen System gelenkt wird. Im optischen System befindet sich eine zusätzliche Projektionsfläche, die mit einer kleinen Öffnung versehen
ist. Für einen weißen Bildpunkt fällt das Licht genau durch diese Öffnung, beim schwarzen Bildpunkt
fällt es auf die geschlossene Fläche daneben und wird vom Linsensystem abgeschirmt. Weniger helle
Bildpunkte entstehen, wenn ein Teil des reflektierten Lichtes durch die Öffnung und der verbleibende
Lichtanteil auf die geschlossene Projektionsfläche fällt. Kleine piezoelektrische Aktuatoren, die unter
den Pixeln sitzen, sorgen für die jeweils notwendige Spiegeldrehung.
Bei LCOS-Displays liegt zwischen dem CMOS-Trägersubstrat und einer Glasabdeckung eine
Flüssigkeitskristallschicht, die in den meisten Fällen aus herkömmlichem LC-Material besteht. Wie
bei transmissiven Mikrodisplays richten sich die Flüssigkristallzellen des Displays im elektrischen
Feld der Steuertransistoren aus und modulieren so das reflektierte Licht. Da sie keine „eigene“ Lichtquelle besitzen, entfällt bei diesen Displays je nach Einsatzgebiet der große Leistungsverbraucher
Hintergrundbeleuchtung. LCOS-Displays zählen somit zu den aussichtsreichsten Kandidaten für
künftige Mikrodisplayanwendungen.
Scanning Displays
Der derzeit visionärste aber auch vielversprechendste Ansatz in der Mikrodisplay-Landschaft sind die
so genannten „Retinal Scanning Displays“ (RSD) 10. Der Hersteller Microvision Inc. Entwickelt diese
Technologie und auch die ETH Zürich forscht an diesem Thema. Microvision hat bereits den marktfähigen Prototypen eines monokularen, im Tageslicht lesbaren see-through HMDs unter dem Namen
Nomad entwickelt und zur Evaluation an ausgewählte Partner verteilt. Diese neuartige Technik verzichtet auf Flüssigkristallanzeigen, OLED u.a. und nutzt stattdessen die menschliche Netzhaut als
Leinwand. Ein RSD verarbeitet die von einem Computer, einer Kamera oder aus einer anderen Quellen stammenden Signale zu farbigen Bildpunkten, die zeilenweise direkt durch die Pupille auf die
Netzhaut projiziert werden (siehe Abb. 6.4). Die Technologie beruht typischerweise auf der Verwendung von roten, grünen und blauen Laserstrahlen. Das Display funktioniert, indem Bildprojektoren in
einem brillenartigen Gestell mit extrem schwachen Laserstrahlen Grafiken in schnellen Pulsen auf die
Netzhaut des Auges „malen“, wobei jedes Pixel aus dem Zusammenspiel der Laser für rot, grün und
blau erzeugt wird. Die Lichtquelle wird direkt moduliert, um die gewünschte Intensität an einer gegebenen Pixelposition zu erhalten. Ein Prototyp wurde bereits durch MitarbeiterInnen der medizinischen
Fakultät der Universität Baylor (Texas) in einer klinischen Studie erprobt. In 2002 werden mehrere
Unternehmen und Institutionen das Display testen, u.a. Mitglieder der ARVIKA-Konsortiums und die
europäische Luftfahrtbehörde.
Kurz vor Weihnachten 2001 wurde bekannt, dass Microvision von der U.S. Army einen millionenschweren Auftrag erhalten hat, innerhalb von 16 Monaten ein auf ihrer Technologie basierendes
Display für das mobile, tragbare medizinische Computersystem INFOMEDIC zu entwickeln. INFOMEDIC wird aus einem Wearable Computer mit drahtloser Netzverbindung und dem HMD von
Microvision bestehen und mit Software zur Unterstützung des medizinischen Personals einen allgegenwärtigen, ortsunabhängigen Zugriff auf sowie die Übertragung von medizinischen Daten ermöglichen.
Produktbeispiele einbaufähiger Mikrodisplays
Die folgenden Schemata beschreiben einige kommerziell verfügbare bzw. kurz vor der Marktreife
stehende Mikro- und Minidisplays, die in handelsüblichen HMDs verwendet werden oder für den
Einbau zur Verfügung stehen. Auf dem Markt sind wesentlich mehr Produkte verfügbar, deshalb wird
an dieser Stelle kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben. Genannt werden in den schematischen
Beschreibungen neben den verschiedenen Eigenschaften des Displays (u.a. Auflösung, Kontrast,
Sichtfeld (FoV) Anzahl Farben/Graustufen etc.) insbesondere Eigenschaften wie Größe, Gewicht,
Robustheit, Energieverbrauch, die für den mobilen Einsatz besonders wichtig sind. Folgende
Produkte werden beschrieben:
10
Die technischen Daten des Display werden im Abschnitt über HMDs unter der Bezeichnung „Nomad Intelligent
Visualisation System“ schematisch beschrieben.
Technologien
231
Kopin: CyberDisplay 640 Color
Zight: CMD3X2A und Z86D-3 CMD SVGA Color
eMagin: OL12C10M und OLED SVGA+
Planar: AMEL640.480.24
inVisio: OptiScape 2420
PixTech: FE524G1
Kent: 15240 Display
Decade: BOB-II Video OSD (kein Display, sondern eine Ansteuerung)
CyberDisplay 640 Color
Firma
Kopin
Adresse
http://www.kopin.com
Beschreibung
Extrem kleines Mikrodisplay mit AMLCD-Technik zum Einbau in ein HMD
oder eine Clip-on-Befestigungseinheit zur Benutzung an einer
handelsüblichen Brille bzw. Arbeitsschutzbrille.
Spezifikation
Mikrodisplay, AMLCD
Display
VGA, 640x480 Bildpunkte
16,7 Millionen Farben
Kontrast: 100:1
See-Through
FoV: 32°
Größe
14,3 x 18,5 x 8,9 mm
aktive Fläche: 7,68 x 5,76 mm
Diagonale: 9,6 mm
Gewicht
3,8 g
Robustheit
0°C bis 60°C Betriebstemperatur
Energieversorgung & 150 mW (jeweils zur Hälfte für Display und Hintergrundbeleuchtung)
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Digitales oder analoges Videosignal
Benutzung
Einbau in HMD o.a.
Eigenschaften
Wurde eingebaut u.a. in die von Xybernaut, Minolta, Olympus und Rockwell
Systems angebotenen HMDs.
Verfügbarkeit
kommerziell (auch monochrom mit einer Auflösung von 1280 x 1024
Bildpunkten erhältlich)
Referenzen
Quelle
http://www.kopin.com/html/640_color.html (gesehen am 24.9.2001)
Datum
Produkt seit 1997
232
Kapitel VI: Ausgabe
CMD3X2A
Firma
Zight (vormals Colorado Microdisplay Inc.)
Adresse
http://www.comicro.com
Beschreibung
Ein kleines Mikrodisplay, geeignet für den Einbau.
Spezifikation
Microdisplay LCOS
Display
QVGA, 320 x 240 Bildpunkte
24 bit Farbtiefe, 16,7 Mio. Farben
Kontrast: > 100:1
8,5 x 62,4 x 2,74 mm
aktive Fläche: 3,84 x 2,88 mm
Diagonale: 4,8 mm
Größe
Gewicht
Robustheit
Operating Temperature: 0°C bis 60°C
Storage Temperature: -20°C bis 80°C
Energieversorgung
& -verbrauch
15mW (Display)
5V
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Benutzung
Einbau in ein HMD o.a.
Eigenschaften
Verfügbarkeit
kommerziell
Referenzen
Quelle
http://www.zight.com/product/qvga/qvga.html
Datum
Gesehen 19.12.01
Technologien
233
Z86D-3 CMD SVGA Color
Firma
Zight (vormals Colorado Microdisplay Inc.)
Adresse
www.comicro.com
Beschreibung
Spezifikation
Microdisplay, Dynamic Nemantic LCOS
Display
SVGA, 800x600 Bildpunkte
18 Bit Farbtiefe, 16,7 Mio. Farben
FoV: > 90°
Kontrast: > 100:1
1-
Hz Bildwiederholrate
äquivalent zu einem 17’’ Monitor
Größe
Gewicht
18 x 14,16 x 3,16 mm
aktive Fläche: 9,6 x 7,2 mm
Diagonale: 12 mm
1-2 g (Display)
Robustheit
Operating Temperature: 0°C bis 60°C
Energieversorgung
& -verbrauch
10mW
5V
analog und digital
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Benutzung
Einbau in HMD o.a.
Diese Produkt wird u.a. von Liteye Microdisplay Systems in ihre
Displaysysteme eingebaut.
Eigenschaften
Verfügbarkeit
kommerziell
Referenzen
Quelle
http://www.zight.com/product/qvga/svga.html
Datum
Gesehen 19.12.01
234
Kapitel VI: Ausgabe
OL12C10M
Firma
eMagin Corporation
Adresse
http://www.fedcorporation.com/
Beschreibung
OL12C10M war das erste kommerziell verfügbare OLED-Microdisplay.
Spezifikation
Microdisplay, OLED
Display
SVGA, 1280 x 1024 Bildpunkte
256 Graustufen
FoV: 160° horizontal und vertikal
Kontrast: 100:1
Bildwiederholrate: 60-106 Hz
Gewicht
~8g
Größe
Aktive Fläche: 15,36 x 12,28 mm
Diagonale: 19,66 mm
Robustheit
Operating Temperature: -25°C bis 55°C
Storage Temperature: -30°C bis 80°C
Energieversorgung
& -verbrauch
Helligkeitsabhängig:
- 450mW bei 1000cd/m²
- 45mW bei 150cd/m²
Logik: 200mW bei 75 Hz
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
analog und digital
Benutzung
Einbau in ein HMD o.ä.
Diese Mikrodisplay wurde z.B. von der Firma Virtual Vision, einer Tocher
von eMagin, in die erste Variante des monokularen HMD eGlass eingebaut.
Aktueller Einsatz in der Linux-Uhr von IBM/Citizen mit einer Auflösung von
640 x 480 Bildpunkten:
(http://www.research.ibm.com/WearableComputing/index.html.
Eigenschaften
Verfügbarkeit
kommerziell
Referenzen
Quelle
http://www.fedcorporation.com/o112c10m.html
Datum
Gesehen 11.8.00
Technologien
235
OLED SVGA+
Firma
eMagin
Adresse
http://www.emagin.com
Beschreibung
Dieses Microdisplay mit Organic Light Emitting Diode (OLED), basierend
auf Silizium-Chip-Technologie hat „intelligente Pixel“, da jeder Punkt
einzeln angesteuert werden kann.
Spezifikation
Microdisplay, OLED
Display
hohe Auflösung von 740 ppi (Pixel per Inch)
SVGA, 852x600 Bildpunkte, Farbe
256 Graustufen
FoV: 35° (diagonal)
12,78mm x 9 mm
Größe
19.5 x 15.2 x 5.1 mm (inkl. Rechner und Stromversorgung)
Aktive Fläche: 12.78 x 9 mm
Diagonale: 15,6 mm
Bildwiederholrate: 60 Hz (max. 85 Hz)
Gewicht
Robustheit
Betriebstemperatur: -35°C bis +70°C
Energieversorgung & < 300mW (395 mW max. (alle Pixel an))
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
PAL/NTSC
Mono Composite Input
VESA kompatibler R,G,B Input
Benutzung
Einbau in ein HMD o.ä.
Einbau u.a. im eGlass von Virtual Vision.
Eigenschaften
Lesbar auch bei Sonnenlicht.
Verfügbarkeit
Kommerziell
Referenzen
Quelle
IBM Wristwatch
(http://www.research.ibm.com/WearableComputing/index.html)
IBM Pressemitteilung (http://www.emagin.com/pressrelease/pribmwatch.htm
gesehen am 1.11.2001)
eMagin Homepage (http://www.emagin.com/svga+.htm) gesehen 30.11.2001
Datum
21.12.01
236
Kapitel VI: Ausgabe
AMEL640.480.24
Firma
Planar
Adresse
http://www.planar.com/
Beschreibung
Mikrodisplay, zum Einbau in HMD geeignet.
Spezifikation
Mikrodisplay, Emmisive AMEL
Display
VGA, 640x480 Bildpunkte
128 Graustufen
FoV: >160°
Kontrast: > 500:1
Bildwiederholrate: 60 Hz
Größe
Gewicht
25,7 x 23,9 x 2,4 mm
aktive Fläche: 15,5 x 11,4 mm
Diagonale: 19,1 mm
<3g
Robustheit
Operating Temperature: -40°C bis 75°C
Energieversorgung
& -verbrauch
1,3W
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Analoges und digitales Videosignal
Benutzung
Einbau in HMD o.ä.
Diese Produkt wird von Liteye Microdisplay Systems verwendet für
Liteye200 und Liteye300
Eigenschaften
Verfügbarkeit
Kommerziell, aber nicht mehr zur Produktpalette der Firma gehörend, da nur
noch Mini-Displays und größere Formate hergestellt werden.
Referenzen
Quelle
http://www.planar.com/Website/Prod.nfs/Pages/KM1746?Opens=2&p=
Datum
gesehen am 17.08.00
Technologien
237
OptiScape 2420
Firma
inViso
Adresse
http://www.inviso.com
Beschreibung
Innenelement für ein binokulares Display basierend auf zwei mechanisch
verbundenen Mikrodisplays.
Spezifikation
Binokulare Mikrodisplay
Display
Video Display
SVGA, 800 x 600 Bildpunkte
16 Bit Farbtiefe
32° FoV
Größe
30,4 x 140 x 26,9 mm
Gewicht
60g
Robustheit
Operating Temperature: -10°C bis 50°C
Energieversorgung & 3,3 V mit 3-4 W
-verbrauch
(bei Digitaleingang weniger als 3 W)
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
TMDS (Panel Link)
Benutzung
Einbau in VR-Brille
Eigenschaften
Nicht durchsichtig, mit CMOS-Technologie
Verfügbarkeit
kommerziell
Referenzen
Quelle
http://www.inviso.com/optiscape_2420.html
Datum
Gesehen 20.12.01
238
Kapitel VI: Ausgabe
FE524G1
Firma
PixTech Inc.
Adresse
www.pixtech.com
Beschreibung
Spezifikation
Mini-Display
Display
QVGR, 320x240 Bildpunkte
64 Graustufen
FoV: 160° horizontal und vertikal
Größe
5.2’’
Gewicht
300g
Robustheit
Operating Temperature: -45°C – 70°C (@ 25% white) und –85 (@ 50%
white)
Storage Temperature: -45°C – 90°C
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Benutzung
Eigenschaften
Verfügbarkeit
digital – 6 bits per pixel
analog – RS170
Einbau in Handheld- oder Unterarmdisplay
bei Sonnenlicht lesbar
Unter der Bezeichnung FE641C1 wird bereits ein Farbdisplay angekündigt.
(http://www.pixtech.com/product/color.htm)
kommerziell
Referenzen
Quelle
http://www.pixtech.com/product/product.htm
Datum
Gesehen 19.12.01
Technologien
239
15240 Display
Firma
Kent Display Inc.
Adresse
http://www.kentdisplays.com
Beschreibung
Ein Cholesteric Liquid-crystal Display (CLCD) zeichnet sich durch folgende
Eigenschaften aus:
•Kein Stromverbrauch bei stehendem Bild
•Lesbar aus jedem Winkel
•Keine Hintergrundbeleuchtung
Die Farbpixel (RGB) sind übereinander angeordnet, dadurch ist eine um den
Faktor 3 höhere Auflösung möglich. Das Display behält die Information ohne
Refresh bis zu einem Jahr. Das Umschalten der Bildinformation dauert 30 bis
100ms. Jedes Pixel kann dabei einzeln angesteuert werden. Videos können
mit dem Display ebenfalls abgespielt werden, da sich nicht immer alle Pixel
gleichzeitig ändern.
Spezifikation
Cholesteric Liquid-crystal Display (CLCD).
Display
Full Colour
Video-Display
Kontrast: 20-30:1 (Papier hat 20:1)
Größe
160 mm Bildschirmdiagonale ab Ende 2001
320 mm Bildschirmdiagonale ab Mitte 2003
Gewicht
Robustheit
-20 °C bis 85°C
Energieversorgung & Nur zum Ändern der Anzeige wird kurzzeitig Strom gebraucht: ein Spannung
-verbrauch
von 10 bis 40 V für einen Zeitraum von 30 bis 100 ms.
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Benutzung
Zum Einbau
Eigenschaften
Besonders gut lesbar bei Sonnenlicht. Je mehr Licht auf die Anzeige fällt, um
so besser lesbar ist sie. Verhält sich wie Papier, kann von jedem Winkel
gelesen werden.
Bevorzugt als Newspaperersatz. Kann aber auch für PDAs usw. als Anzeige
verwendet werden. Durch den geringen Stromverbrauch besonders gut für
mobile Systeme geeignet.
Verfügbarkeit
Referenzen
Prototyp, voraussichtlich ab Ende 2001 auf dem Markt erhältlich.
240
Quelle
Kapitel VI: Ausgabe
„Multiple Colour High Resolution Reflective Cholesteric Liquid Crystal
Displays.“ by D. Davis, et. al. (Journal for the Society for Information
Display, 1999, Vol. 7, Part 1, pp. 43-47)
„Unipolar Implementation for the Dynamic Drive Scheme of Bistable
Reflective Cholesteric Displays.“ by X.Y. Huang, N. Miller, and J.W. Doane
(Digest of Technical Papers XXVIII, Society for InformationDisplay, 1997,
pp. 899-902).
„A bright new page in portable displays.“ von Gregory P. Crawford (Brown
University) in IEEE Spectrum Oktober 2000 p. 40-47
Datum
Technologien
241
BOB-II Video OSD
Firma
Decade
Adresse
http://www.decadenet.com/
Beschreibung
BOB ist kein Display oder Mikrodisplay, BOB ist eine
Ansteuerungselektronik, die ein Videobild mit Text überlagert.
Das NTSC Videosignal kann mit bis zu 308 Zeichen überlagert werden. Das
Modul ist kompatibel mit allen Mikrocontrollern und hat eine Standard
RS232c Schnittstelle.
In Verbindung z.B. mit dem Sucher einer Videokamera einfache Darstellung
von weiteren Informationen.
Spezifikation
Text on Video Overlay Module.
Display
308 Zeichen pro Video Bild. 12x12 Pixel pro Zeichen. 12 Zeichen pro Zeile
und 11 Zeilen. 128 verschiedene Zeichen.
30 Pin SIMM Bauform (Passt in Socket für Speichermodule)
Größe
3,5'' x 1.05 '' x 0.35''
Gewicht
14g
Robustheit
Energieversorgung & 8-16 V
-verbrauch
65mA
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Seriell
Von jedem Micro-Controller (z.B. die BasicBriefmarke) direkt ansprechbar.
NTSC / PAL-Eingang und -Ausgang.
Composite sync Ausgang. Bei fehlendem Videoeingangssignal wird ein
eigenes Signal erzeugt.
Benutzung
Einbau in Computer
Eigenschaften
Verfügbarkeit
Kommerziell
Referenzen
Quelle
http://www.decadenet.com/bob2/bob2.html
Datum
Gesehen am 20.12.2001
242
Kapitel VI: Ausgabe
Displaytechnologien im Vergleich
Die folgende Tabelle zeigt je einen Vertreter transmissiver, emissiver und reflektiver Displaytypen im
Überblick, um die verschiedenen Technologien miteinander zu vergleichen. Es wurde versucht, das
jeweils leistungsfähigste Display aus jeder Gruppe aufzunehmen, um das derzeitige Potential im
Bereich Mikro- und Minidisplays zu verdeutlichen11.
Technologie
AMLCD
Display Mode Transmissiv
AMEL
OLED
LCOS
FED
Emissiv
Emissiv
Reflektiv
Emissiv
Firma
Kopin
Planar
eMagin
Zight
PixTech
Produktname
Cyberdisplay
640 Color
AMEL
640.480.24
OLED
SVGA+
Z86D-3
FE524G1
Auflösung
640 x 48012
640 x 480
800 x 60013
800 x 600
320 x 240
Kontrastverhältnis
100:1
> 500:1
> 100:1
100:1
k.A.
Helligkeit
76 cd/m²
258 cd/m²
> 100 cd/m²
k.A.
1200 cd/m²
Graustufen
Kontinuierlich 128
256
Kontinuierlich
64
Farben
16.7 Millionen Mono
color, k.A.
16,7 Millionen Mono
Interface
Digital, analog Digital, analog Digital, analog Digital, analog Digital, analog
Betriebstemp. 0°C - 60°C
-40°C - 75°C
-35°C - 70°C
0°C - 60°C
-45°C - 70°C
Aktive Fläche
7,68mm x
5,76mm
15,5mm x
11,4mm
12,73mm x
9mm
9,6mm x
7,2mm
105,6mm x
79,2mm
Diagonale
9,60mm
19,1mm
15,6mm
12mm
132mm
Maße
18,5mm x
14,3mm x
8,9mm
25,7mm x
23,9mm x
2,4mm
19,5mm x
15,2mm x
5,1mm
14,16mm x
3,16mm x
1,8 mm
131,6mm x
100,2mm x
15,05mm
Gewicht
3,8g
< 3g
~ 8g
1,2g
300g
Field of View
32°
160°
35° (diagonal)
k.A.
160°
Bildwiederholung
120Hz
60Hz
max. 85Hz
max. 120Hz
k.A.
Leistungsaufnahme
Display:
75mW
Display:
Display:
Display:
Display:
1,3W
< 300mW
10mW
6,2W
Hintergrund:
75mW
Tab. 6.1: Technologievergleich Mikro- und Minidisplays
11
Da die Weiterentwicklung rapide voranschreitet, können die angeführten Mikrodisplays nur als kommerzielle
Repräsentanten des aktuellen Stands auf dem Markt aufgefasst werden (Stand Dezember 2001).
12
Die Produktpalette der Firma Kopin Corp. enthält auch ein monochromes Mikrodisplay mit einer Auflösung von
1280x1024 Bildpunkten.
13
Die Firma eMagin produziert ebenfalls ein monochromes Mikrodisplay mit einer Auflösung von 1280x1024
Bildpunkten.
Technologien
243
Um diese oder andere Displays im Wearable Computing einzusetzen, werden entsprechende Halterungen benötigt. Mini-Displays werden hier häufig als Anzeigen für Touchscreens verwendet, die als
Handheld- bzw. Unterarm-Display eingesetzt werden. Die Wearable Computer-Herstellerfirmen ViA
und Xybernaut bieten z.B. jeweils ein solches Flat-Panel-Device an. Es kann mit Touchscreen-Funktionalität als integriertes Ein-/Ausgabedevice eingesetzt werden. Die Eingabe erfolgt dann mittels
eines Stifts oder auch der Finger der anderen Hand. Je nach intendierter Einsatzumgebung werden
diese Devices mit einem normalen oder einem im Sonnenlicht lesbarem Display angeboten.
Wrist Worn Flat Panel Display
Firma
Xybernaut Corp.
Adresse
www.xybernaut.com
Beschreibung
Dieses Wearable-Display wird von Xybernaut zusammen mit einem ihrer
Wearable Computer alternativ oder zusätzlich zu einen HMD und einer
Unterarmtastatur angeboten. Es ist ein Ein-/Ausgabe-Device mit einer
proprietären Schnittstelle. Es handelt sich um eine Touchscreen, der mit einem
Stift oder den Fingern benutz werden kann und in zwei Varianten verfügbar
ist: Indoor und Outdoor (im Sonnenlicht lesbar).
Spezifikation
Unterarmdisplay
Display
VGA
640 x 480 Bildpunkte
color
6” (152 mm) Display
Größe
190 x 119 x 41 mm
Gewicht
520 g (ohne Schutzabdeckung, Stift, etc.)
Robustheit
Operating Temperature: 5 bis 35°C
Storage Temperature: -20 bis 60°C
Humidity: 5 bis 85% non-condensing
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
proprietär
Benutzung
wird am Unterarm getragen, Stiftbenutzung
Eigenschaften
links/rechts tragbar
Touch-Screen, Pen-Tablet
Virtuelle Tastatur mit Stiftbedienung
Vordefinierte Softwarebuttons
Indoor- und Outdoor-Variante verfügbar
Verfügbarkeit
kommerziell (proprietär)
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/newxybernaut/Solutions/product/displays_product.
htm
Datum
Gesehen 20.12.01
244
Kapitel VI: Ausgabe
Via Display indoor/ outdoor
Firma
Via Inc.
Adresse
http://www.via-pc.com/
Beschreibung
Das ViA-Display ist ein Handheld-Display, das an den Wearable Computer
der Firma ViA angeschlossen werden kann. Je nach Einsatzbereich stehen
eine Indoor- und eine Outdoor-Version zur Verfügung. Letztere ist bei
Sonnenlicht lesbar.
Spezifikation
Handheld-Display
Display
VGA oder SVGA
640 x bzw. 800 X 600 480 Bildpunkte
64.000 Farben
6,5" Display (indoor)
8,4" Display (outdoor)
Größe
228,6 x 152,4 x 19,05 mm (indoor)
254 x 117,8 x 8,89 mm (outdoor)
Gewicht
400g
Robustheit
Lesbar bei Sonnenlicht (outdoor)
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Benutzung
in der Hand zu halten
Eigenschaften
links/rechts tragbar
Touch-Screen
Stiftbedienung
Linker/rechter Mousebutton
Indoor- und Outdoor-Variante verfügbar
Verfügbarkeit
kommerziell
Referenzen
Quelle
http://www.via-pc.com/product/DISPLAY/DISPLAY.HTM
Datum
Gesehen 20.12.01
Für eine wirklich freihändige Benutzung, bei der die Arme und Hände zur Benutzung des Computersystems nicht eingesetzt werden, ist allerdings die Verwendung von Headsets erforderlich, in die die
Mikrodisplays unter Verwendung von optischen Linsen- und/oder Spiegelsystemen eingebaut werden. Eine Kombination mit einem Kopfhörer als zusätzlichem Ausgabe-Device bietet sich an. Je nach
Bedarf kann ein Headset auch noch mit einem Mikrofon oder einem Trackingsystem ausgestattet
werden. Ein Display mit Halterung für den Kopf wird als Head-Mounted-Display (HMD) bezeichnet.
Die Displaysysteme für HMDs gibt es undurchsichtig (opaque) und halbdurchsichtig, (see-through)
sowie zur Benutzung mit einem Auge (monokular) oder mit beiden Augen (binokular). Opaque,
binokulare HMDs sind als VR-Brillen bekannt. Halbdurchsichtige binokulare HMDs können als ARBrille bezeichnet werden, ihre monokularen Pendants sind jedoch auch für den Einsatz in Augmented-Reality-Umgebungen geeignet und insbesondere für die Verwendung im Wearable Computing.
Technologien
245
Aus diesem Grund konzentriert sich die Beschreibung in der vorliegende Studie auf monokulare
HMDs, auf die im folgenden Abschnitt ausführlich eingegangen wird.
Head-Mounted Displays
Die ersten See-Through HMDs wurden bereits in den 60er Jahren entwickelt14. Ivan Sutherland setzte
beispielsweise zwei miniaturisierte CRT-Monitore ein und verwendete einen halbdurchsichtigen
Spiegel direkt vor den Augen der BenutzerIn, um ihre reale Sicht auf die Welt mit eingespiegelten
computergrafisch generierten Stereobildern zu überlagern. Diese Technologie wird in der Fachsprache als „optical see-through HMD“ charakterisiert. Sie war in den Anfängen immer binokular,
darüber hinaus waren die HMDs meistens mit einem Trackingsystem ausgestattet, um die Blickrichtung der BenutzerIn zu ermitteln, aus der dann die einzuspiegelnde Computergrafik abgeleitet und
berechnet wurde. Alle anschließend entwickelten HMDs waren von dieser Art. Sie wurden in erster
Linie für militärische Zwecke entwickelt, z.B. von Herstellern wie Kaiser Electronics und McDonnell
Douglas, die diese binokularen HMDs noch heute anbieten und auch weiterentwickelt haben. Die
Qualität dieser Geräte ist sehr doch, die Preise allerdings auch. Später wurden diese HMDs auch im
zivilen Bereich eingesetzt, z.B. in industriellen Anwendungsbereichen und in der Medizin. In
Abschnitt über die Anwendungsbeispiele wurden sie bereits erwähnt, dort wurden sie als AR-Brillen
bezeichnet, da ihre vorrangige Bestimmung das überlagernde Einblenden von virtuellen Informationen direkt in das Sichtfeld der BenutzerIn ist.
Heute werden als Head-Mounted-Displays allgemeine Ausgabe-Devices bezeichnet, die ein oder zwei
Mikrodisplays an einer geeigneten Halterung am Kopf befestigen. Sie sind zz. die geeignetsten visuellen Anzeigegeräte für Wearable Computing. Der folgende Abschnitt beschreibt einige Beispiele
kommerziell verfügbarer HMDs und existierender Prototypen. Es werden mehrheitlich monokulare
Devices beschrieben, aufgenommen wurden aber auch zwei binokulare Geräte, die speziell für den
Konsumentenmarkt entwickelt wurden. Über die beschriebenen HMDs hinaus gibt es weitere, so dass
auch hier keine Anspruch auf Vollständigkeit erhoben wird. Die HMDs unterscheiden sich im
wesentlichen durch das verwendete Mikrodisplay, das die erreichbare Bildqualität, wie u.a. anderem
die Auflösung und Anzahl der Farben, festlegt, durch das Befestigungssystem sowie durch Trageeigenschaften wie Größe, Gewicht, Kompaktheit und Auffälligkeit.
Produktbeispiele monokulare und binokulare HMDs
HMDs werden u.a. von den unten genannten Firmen hergestellt. Die Liste erhebt keinen Anspruch
auf Vollständigkeit und auch die anschließende schematische Beschreibung einzelner Produkte und
Prototypen stellt nur eine begrenzte Auswahl aus der Palette der angebotenen Produkte, Prototypen
und Selbstbauten dar.
14
•
Daeyang E&C (Hersteller) bzw. Personal Display Systems Inc. (Vertrieb USA)
•
InVisio Inc.
•
Kaiser Electro-Optics Inc., eine Firma der Rockwell Collins Gruppe
•
Liteye Microdisplay Systems LLC (u.a. mit Mikrodisplays von Planar)
•
MicroOptical. Corp.
•
Microvision Inc.
•
Minolta (mit einem Mikrodisplay von Kopin)
•
Olympus (mit einem Mikrodisplay von Kopin)
Zun Stand der Technik von binokularen HMDs für Augmented Reality siehe z.B. den Beitrag von Rolland und
Fuchs in [Bar01], S.113.156.
246
Kapitel VI: Ausgabe
•
Reflection Technology
•
Shimdazu Corp. (mit einem Mikrodisplay von Zight)
•
TekGear Inc.
•
Virtual Vision Inc., eine Tochter von eMagin Corp.
•
Xybernaut Corp. (mit einem Mikrodisplay von Kopin)
Technologien
247
Nomad Intelligent Visualization System
Firma
MicroVision
Adresse
http://www.mvis.com
Beschreibung
Ein neuartiges Laser-System projiziert gestochen scharfe Bilder direkt auf die
menschliche Netzhaut. Die Technologie des „Retinal Scanning Displays“
befindet sich gerade in einer rasanten Weiterentwicklungsphase und wird in
absehbarer Zukunft gründlich getestet und dann als erschwingliches Produkt
auf dem Markt zur Verfügung stehen.
Spezifikation
Monokulares HMD, Retinal-Scanning-System
Display
VGA, 640 X 480 Bildpunkte
SVGA, 800 X 600 Bildpunkte
FoV: 30° horizontal, 22° vertikal
64 Graustufen, monochrom
See-Through
äquivalent zu einem 19’’ Monitor
Gewicht
657g
Robustheit
Operating Temperature: 0°C bis 40°C
Energieversorgung &
-verbrauch
12 V DC
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
VGA, SVGA
Bestandteile
Kopfbügel als Halterung, Display, optische Umlenkung
Eigenschaften
Sehr helles Display mit gutem Kontrast. Das Display ist auch in einer
binokularen Variante einsetzbar.
Verfügbarkeit
Kommerzielles Produkt
NTSC / PAL
Referenzen
Quelle
http://www.mvis.com/facts.htm
http://www.mvis.com/retscandisp.htm
Datum
Gesehen am 21.12.01
248
Kapitel VI: Ausgabe
CO-1 Clip-on
Firma
MicroOptical
Adresse
http://www.microopticalcorp.com
Beschreibung
Kleines unauffälliges Display zum leichten Anbau an ein handelsübliches
Brillengestell.
Spezifikation
Monokulares ClipOn-Display
Display
QVGA, 320 x 240 Bildpunkte (640x480 in der Entwicklung)
16 Bit Farbe
11° horizontal FoV
NTSC
Gewicht
26g
Robustheit
Operating Temperature: 0°C bis 40°C
Storage Temperature: -20°C bis 40°C
Energieversorgung & 9 V 100 mW (Display)
-verbrauch
9 V 2,9 W (VGA Interface)
9 V 1,9 W (NTSC Interface)
Li Ion Akku
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Standard VGA
Female DB-15 Stecker
NTSC und RCA Stecker
Bestandteile
Eigenschaften
See-Around. Anbau an ein handelsübliches Brillengestell.
Verfügbarkeit
Kommerzielles Anbausystem
Referenzen
Quelle
http://www.microopticalcorp.com/Products/AV1.html
Datum
Gesehen am 27.6.2001
Technologien
249
EG-7 Invisible Monitor
Firma
MicroOptical
Adresse
http://www.microopticalcorp.com
Beschreibung
Kleines unauffälliges Display zum leichten Anbau an ein handelsübliches
Brillengestell. Ein kleines Prisma wird in die Brille eingebaut und bekommt
die Bilder von der Seite eingespiegelt.
Spezifikation
Monokulares ClipOn-Display
Display
QVGA, 320 x 240 Bildpunkte
16 Bit Farbe
FoV 10°
VGA / NTSC
Gewicht
53g inkl. Brille
Robustheit
Operating Temperature: 0°C bis 40°C
Storage Temperature: -20°C bis 40°C
Energieversorgung & 9 V 100 mW Display
-verbrauch
9 V 2,9 W (VGA Interface)
9 V 1,9 W (NTSC Interface)
Li Ion Akku
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
DB-15 Stecker
NTSC und RCA Stecker
Bestandteile
Eigenschaften
Integration und Anbau an eine handelsübliche Brille. See-Around. Für
rechtes oder linkes Auge konfigurierbar.
Verfügbarkeit
Kommerzielles Anbausystem
Referenzen
Quelle
http://www.microopticalcorp.com/Products/index.htm
Datum
Gesehen am 27.6.2001
250
Kapitel VI: Ausgabe
CO-3 Clip-on Monitor
Firma
MicroOptical
Adresse
http://www.microopticalcorp.com
Beschreibung
Kleines unauffälliges Display zum leichten Anbau an ein handelsübliches
Brillengestell.
Spezifikation
Monokulares ClipOn-Display
Display
VGA, 640 x 480 Bildpunkte
24 Bit Farbe
FoV 16°
Gewicht
40g
Robustheit
Operating Temperature: 0°C bis 40°C
Storage Temperature: -20°C bis 40°C
Energieversorgung & 9 V 100 mW (Display)
-verbrauch
9 V 3,5 W (VGA Interface)
Li Ion Akku
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Standard VGA
Female DB-15 Stecher
Bestandteile
Eigenschaften
Einfacher Anbau an eine handelsübliche Brille. See-Around.
Verfügbarkeit
Kommerzielles Anbausystem
Referenzen
Quelle
http://www.microopticalcorp.com/Products/index.htm
Datum
Gesehen am 27.6.2001
Technologien
251
V-Cap 1000
Firma
Virtual Vision
Adresse
http://www.virtualvision.com
Beschreibung
Komplettsystem mit Mikrophon, Lautsprecher und monokularem Display.
Eingebaut in ein Headset
Spezifikation
Monokulares HMD
Display
VGA, 640x480 Bildpunkte
Monochrom, NTSC in Farbe
28° ± 3° diagonal FoV
Kontrast: 100:1
See-Through
Gewicht
< 567g
Robustheit
Operating Temperature: -10°C bis 60°C
Storage Temperature: -20°C bis 90°C
Energieversorgung & 12 V bei 3,5 W
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
VGA bzw. NTSC
Bestandteile
Mikrodisplay von eMagin, Halterung, Lautsprecher, Mikrofon und Kamera
Eigenschaften
links oder rechts tragbar
Verfügbarkeit
Kommerzielles Komplettsystem
Referenzen
Quelle
Firmenprospekt von 1997 und
http://www.virtualvision.com/corpoverview.asp#product
Datum
Gesehen 20.12.01
252
Kapitel VI: Ausgabe
eGlass
Firma
Virtual Vision Inc.
Adresse
http://www.virtualvision.com/
Beschreibung
Ein monokulares HMD, das auch für dem Konsumenten-Bereich entwickelt
worden ist. Durch die kleine und elegante Bauform gut zu verwenden. Der
patentierte „Removable Eye Blocker“ kann das nicht beteiligte Auge
abdecken, um in besonderen Situationen die BenutzerIn ganz auf die Anzeige
im Display zu konzentrieren.
Spezifikation
Monokulares HMD
Display
SVGA, 800x600 Bildpunkte
24 Bit Farbtiefe
Kontrast: 100:1
See-Through
FoV: 37° diagonal
Gewicht
< 113 g
Robustheit
-35°C + 65°C
Strom versorgung
/Verbrauch
1,2 W
Bestandteile
Eigenschaften
Display, Halterung mit Gelenkarm, Stereolautsprecher, Mikrofon, Stirnpolster
und bewegliche Augenabdeckung für das zweite Auge
links/rechts tragbar
Verfügbarkeit
Kommerzielles Komplettsystem
5 Volt
Referenzen
Quelle
http://www.virtualvision.com/prodhw.asp
Datum
Gesehen 21.12.01
Technologien
253
Private Eye
Firma
Reflection Technology
Adresse
http://www.wrq.com/products/reflection/
Beschreibung
Eines der ersten monokularen HMDs, eingesetzt für und mit verschiedenen
Wearable Computern. Es wurde in verschiedenen Varianten von der Phoenix
Group Inc. (PGI) angeboten und in einer Vielzahl von Forschungsprojekten
benutzt. Heute werden allerdings eher kleinere, weniger auffälligere Displays
benutzt.
Spezifikation
Monokulares HMD
Display
Video-Display
I)Private Eye:
720x240 Bildpunkte
oder 80 Text Zeichen auf 25 Zeilen
FoV: 21,8 ° x 14,2°
II) Serie VGA:
VGA, 640x200 Bildpunkte
LED,
16 Graustufen
III) Serie SVGA:
SVGA, 1024x768 Bildpunkte
Monochrom
1,2" x 1,3" x 3,5"
Gewicht
63g
Robustheit
Spritzwasserfest,
Betriebstemperatur: 0°C bis 40°C
Energieversorgung & 1/3 W
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
RTSI
Es gibt auch eine Video-Adaper-Karte für CGA-Text und -Graphic
Bestandteile
Eigenschaften
links oder rechts tragbar
Verfügbarkeit
Kommerzielles Anbausystem
Referenzen
Quelle
http://www.ndirect.co.uk/~vr-systems/priveye1.htm
Datum
Gesehen am 20.12.01
254
Kapitel VI: Ausgabe
Data Glass 2
Firma
Shimadzu
Adresse
http://www.shimadzu.co.jp/hmd
Beschreibung
Kleines, leichtes, monokulares HMD, speziell entwickelt für den KonsumerBereich (WiA); aber auch für andere Bereiche einsetzbar.
Spezifikation
Monokulares HMD
Display
SVGA 800 x 600 full color
See-Through-Display
Gewicht
70 Gramm
Robustheit
Energieversorgung & 5 V DC aus USB
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
USB, RGB 24 Bit Syncsignal zum Anschluss an VGA Port.
Bestandteile
Eigenschaften
Links oder rechts tragbar, Durchsicht, kann bei Gegenlicht abgedunkelt
werden.
Das HMD ist mit einem Mikrodispay von Zight ausgestattet und wird für die
WiA (Wireless Internet Appliance) eingesetzt. Dieses Produkt für den
Konsumentenmarkt entsteht in Kooperation mit Hitachi, Xybernaut und
Microsoft.
Verfügbarkeit
Kommerzielles Komplettsystem
Referenzen
Quelle
http://www.shimadzu.co.jp/hmd-e/images/down/dataglass_e.pdf
Datum
Gesehen am 17.12.01
Technologien
255
M2 Personal Viewer
Firma
TekGear
Adresse
http://www.tekgear.ca
Beschreibung
Der M2 Personal Viewer ist ein von vielen gelobtes, monokulares HMD für
den Einsatz mit einem Wearable Computer. Das robustes Design mit sehr
gutem Farbkontrast hat diesem HMD bereits einen breiten Einsatz, zumindest
im Forschungsbereich, eingebracht.
Spezifikation
Monokulares HMD
Display
FoV: 22° horizontal 16,6°
ertical
See-Through
Full Color
Kontrast: 50:1
SVGA, 800 x 600 Bildpunkte
Gewicht
210 g
Robustheit
Betriebstemperatur: 0°C bis 50°C
Energieversorgung & 2 W und 5 V
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
26 Pin Molex UHD
Bestandteile
M2 Modul mit Halterung und Ohrlautsprecher
Eigenschaften
Verfügbarkeit
Kommerzielles Komplettsystem
Referenzen
Quelle
http://www.tekgear.co/displays/m2/m2spec.html
Datum
Gesehen 20.12.01
256
Kapitel VI: Ausgabe
M1 Personal Viewer
Firma
TekGear
Adresse
http://www.tekgear.ca
Beschreibung
Der M1 Personal Viewer ist ein monokulares HMD und das
Vorgängermodell des M2. Es ist jedoch noch nicht veraltet. Es wird als HMD
oder als separates Modul angeboten. Auf Bestellung baut jemand von Anubis
Enterprises Electronic Services in Handarbeit das M1-Modul in eine
Sonnenbrille ein.
Spezifikation
Monokulares HMD
Display
VGA, 320 x 240 Bildpunkte (Mikrodisplay von Kopin)
16° horizontal FoV
.24'' Diagonale
Contrast 80:1
256 Graustufen
Beleuchtung durch SMT LED
Gewicht
113g Display-Einheit und Head-Set
170g Electronic Driver Package
Robustheit
Operating Temperature: 0°C bis 70°C
Storage Temperature: -20°C bis 80°C
Energieversorgung & 20 mW 9 V mal 300 mA
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
VGA 15 Pin Sub D
Bestandteile
M1 Modul mit Headset mit Gelenkarm und Mikrofon
Eigenschaften
links/rechts tragbar
Verfügbarkeit
Kommerzielles Komplettsystem oder M1-Modul separat zum Einbau
NTSC 15 Pin Sub D
Referenzen
Quelle
http://www.tekgear.ca/displays/m1spec.html
http://aeinnovations.com:8080/projects/m1-hmd
Enterprises Electronic Services)
Datum
Gesehen am 13.12.2001
(Bestellung
Anubis
Technologien
257
Xyberview
Firma
Xybernaut
Adresse
www.xybernaut.com
Beschreibung
Xybernaut bietet in seiner Produktpalette neben Wearable Computern auch
proprietäre Ein-/Ausgabedevices an, u.a. dieses monokulare HMD in einem
vielseitig verstellbaren Halterung, das noch um eine Digitalkamera, Mikrofon
und Kopfhörer erweitert werden kann.
Spezifikation
Display
VGA, 640x480 Bildpunkte
Full Color
FoV: 20° horizontal, 15°
Gewicht
ertical
280g Display und
250g Head-Set
Robustheit
Operating Temperature: 0°C bis 40°C
Storage Temperature: -20°C bis 60°C
Humidity: 35 bis 90%, non-condensing
Energieversorgung
& -verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
proprietär
Bestandteile
Display mit Spiegelsystem, als Halterung wird ein Kopfhörerbügel von
Sennheiser verwendet
Eigenschaften
links oder rechts tragbar
Verfügbarkeit
kommerziell (proprietär)
Referenzen
Quelle
http://www.xybernaut.com/newxybernaut/Solutions/product/displays_product.
htm
Datum
Gesehen 20.12.01
258
Kapitel VI: Ausgabe
Liteye – 400
Firma
Liteye Microdisplay Systems
Adresse
http://www.liteye.com
Beschreibung
Ein monokulares Mikrodisplay mit Fassung zum Anbau an beliebige
Halterung, z.B.an Kopfhörer, Arbeitshelm, Arbeitsbrille etc.
Spezifikation
Mikrodisplay mit Fassung
Display
Full Color
FoV: 40°
SVGA, 800 x 600 Bildpunkte
Gewicht
42g
Robustheit
Betriebstemperatur: -40°C bis 75°C
Energieversorgung &
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
VGA und Videosignal
Bestandteile
Eigenschaften
Anbau an verschiedene Headsets, Kopfbügel, Arbeitshelme etc. möglich
Verfügbarkeit
Kommerzielles Anbausystem
Referenzen
Quelle
http://www.liteye.com/400.htm
Datum
Gesehen am 27.06.2001
Technologien
259
ProView SL35 Monocular
Firma
Kaiser Electro-Optics
Adresse
kttp://www.keo.com
Beschreibung
Dieses monokulares HMD ist von besonders guter Qualität, allerdings liegt
es preislich sehr hoch. Es ist für einen militärischen Einsatz entwickelt
worden, wird bei Nachfrage aber auch an industrielle KundInnen abgegeben.
Spezifikation
Monokulares ClipOn-Display
Display
SVGA, 1024 x 768 Bildpunkte
Full Color
PAL
Kontrast: 20:1
Video-Display, opaque
FoV: 27° horizontal, 21° vertikal (RS-170A)
FoV: 34° horizontal, 27° vertikal (SVGA)
Gewicht
350g (Display und Kabel)
Robustheit
Operating Temperature: -40°C bis 75°C
Energieversorgung & 8,5W
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
RS 232 (Helligkeitskontrolle)
SVGA Input oder PAL TTL Analog-Pegel bei 60 Hz
Composite Input
Bestandteile
Eigenschaften
keine Durchsicht möglich
Verfügbarkeit
Kommerzielles Anbausystem
Referenzen
Quelle
Http://www.keo.com/proviewxl3550.htm
Datum
Gesehen am 17.12.01
260
Kapitel VI: Ausgabe
Cy Visor
Firma
Daeyang E&C
Adresse
http://www.personaldisplay.com/
Beschreibung
Dieses binokulare, halbdurchsichtige HMD ist hervorragend geeignet zum
Betrachten von Videofilm oder anderen Informationsangeboten unterwegs.
Es ist zwar z.T. durchsichtig, die Abdunklung ist allerdings sehr stark, so das
die Brille nicht sehr gut für Augmented-Reality-Anwendungen einsetzen
kann. Auch eine monokulare Ausführung ist verfügbar, die verwendete
Technologie ist LCOS.
Spezifikation
AR- bzw. VR-Brille
Display
SVGA 800 x 600 Bildpunkte
NTSC, PAL, SECAM, S-VHS
FoV : 31°
Begrenztes See-Through
Gewicht
Robustheit
Betriebstemperatur: 10°C bis 50°C
Energieversorgung & 9 V bei 600 mA mit Akku
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Externe Stromversorgung möglich
D-sub 15 pin
S-Video, RCA Video
Stereo-Audioanschluss
Y/C Composite Videoeingang
Bestandteile
Binokulares HMD mit Stereokopfhörern
Eigenschaften
Sehr großes Display
Verfügbarkeit
Kommerzielles Komplettsystem
Referenzen
Quelle
http://www.cwonline.com/store/view_product.asp?Product=11
http://211.44.250.253/english/product/overview_m_1.html
Datum
Gesehen am 2.7.2001
Technologien
261
eShades
Firma
InViso Inc.
Adresse
https://www.inviso.com
Beschreibung
Die eShades-Brille dient als Monitorersatz. Durch die Ausführung als
Sonnenbrille ist sie überall einsetzbar.
Spezifikation
VR-Brille
Display
SVGA, 800 x 600 Bildpunkte
18 Bit Farbtiefe
32° FoV
opaque
äquivalent zu einem 19’’ Monitor
Gewicht
28,8g
Robustheit
Operating Temperature: -10°C bis 60°C
Storage Temperature: -20°C bis 80°C
Humidity: 95%, non-condensing
Energieversorgung &
-verbrauch
Schnittstelle/n bzw.
Kompatibilität
Standard VGA Port
Bestandteile
Eigenschaften
Ergonomisches Brillendesign
Verfügbarkeit
Kommerzielles Komplettsystem
Referenzen
Quelle
http://www.inviso.com/eshades.html
Datum
Gesehen 20.12.01
262
Kapitel VI: Ausgabe
Akzeptanzfaktoren
Abhängig vom beabsichtigten Einsatzgebiet und von den vorhandenen Umgebungsbedingungen muss
die AnwenderIn entsprechend der zu unterstützenden mobilen Tätigkeit aber auch unter Berücksichtigung der Bedürfnisse der BenutzerIn ein geeignetes HMD auswählen. Wichtige Faktoren dabei sind
z.B. das Gewicht, aber auch die Kompaktheit, der Tragekomfort und auch ästhetische Gesichtspunkte.
Dabei ist zu bemerken, dass die Akzeptanz bei HMDs ähnlich umstritten ist, wie bis vor kurzem noch
die Akzeptanz herkömmlicher Headsets z.B. für eine Spracheingabe am Computer. Durch die
Verbreitung von Headsets bei der Benutzung von Mobiltelefonen kann heute mit einer Gewöhnung
an ein derartiges Equipment gerechnet werden, so dass sich die Akzeptanz hier erhöhen könnte.
Bisher konnten sich viele BenutzerInnen nicht mit den Trageeigenschaften, dem Aussehen und der
„Frisurenfeindlichkeit“ von Kopfbügelhalterungen anfreunden. Das gilt um so mehr, je größer und
sichtbarer sie sind, was bei HMDs, wie oben zu sehen ist, bei vielen Modellen immer noch der Fall
ist. Für den anvisierten Freizeit- und Konsumentenmarkt, aber auch für den Dienstleistungs- und
Managementbereich sind diese Faktoren enorm wichtig, da sie eine wesentliche Rolle bei der Einführung von HMDs spielen. Zu begrüßen sind deshalb die Entwürfe und Prototypen, die an eine herkömmliche Brille angeklickt bzw. in diese integriert werden. Der Trend wird in diese Richtung gehen,
das lässt sich an der bisherigen Entwicklung ablesen. Bestimmt wird er jedoch in erster Linie von
einem überzeugenden Mehrwert für die BenutzerIn und nicht nur von den Formfaktoren.
Beim Einsatz in industriellen Anwendungsbereichen treten Eigenschaften wie ästhetisches Aussehen
und Frisurenfeindlichkeit in den Hintergrund, da die BenutzerIn aus u.a. Arbeitsschutzgründen in
vielen Fällen bereits Schutzkleidung, u.a. einen Schutzhelm oder eine entsprechende Schutzbrille
tragen muss. Hier ist vielmehr zu klären, ob HMDs in den Schutzhelm integriert werden können und
welche Einschränkungen im Sichtbereich der BenutzerIn in Kauf genommen werden müssen. Einige
Firmen, z.B. Liteye Microdisplay Systems, bieten bereits Lösungen zur Integration von Displays in
spezielle Helme wie etwa Schutzhelme (siehe Abbildung 6.6) oder auch Pilotenhelme an. Darüber
hinaus stehen hardware-ergonomische Untersuchungen der angebotenen Displays noch aus.
Die Fortschritte bei der Entwicklung von Mikrodisplays und HMDs gehen eindeutig in Richtung
einer weiteren Miniaturisierung. Allerdings ist auch zu beobachten, dass so manches HMD nicht
mehr produziert wird, da die Nachfrage noch nicht groß genug ist und kommerzielle Hersteller mit
der Zeit das Interesse verlieren. Hier besteht die Gefahr, dass der Fortschritt in diesem Bereich an den
noch fehlenden Anwendungsprogrammen für Wearable Computing stecken bleibt. Das klassische
Henne-Ei-Problem tut sich auf.
Sieht man von den noch offenen Fragen bzgl. der Eigenschaften der Hardware visueller AusgabeDevices ab, lässt sich ein enormer Forschungs- und Entwicklungsbedarf bezüglich der Informationspräsentation und softwareergonomischer Regeln ausmachen. Jeder, der schon einmal ein monokulares
HMD aufgesetzt hat, wird bestätigen, dass die Anzeige in einem monokularen HMD eine andere sein
muss, als z.B. auf einem Desktop- oder Laptop-Bildschirm. Bei einer Neubewertung softwareergonomischer Regelwerke geht es aber nicht allein um die Gestaltung der Bildschirmoberfläche, die
gesamte Interaktion zwischen Mensch und Computer muss für mobile, tragbare Computersysteme
neu durchdacht werden. Allein die Tatsache, dass mobile Tätigkeiten z.B. in der Bewegung durchgeführt werden, und dass die primäre Aufgabe der BenutzerIn nicht die Benutzung eines Computersystems ist, macht den Unterschied aus.
Anhang A
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URL: http://www.activebadges.com/
[wwwBluetooth]
The Official Bluetooth Website, URL: www.bluetooth.com
[wwwBUSTER]
Die Hompage des BUSTER-Projekts
URL: http://www.semantic-translation.com/
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School of Design der Carnegie Mellon University (gesehen: 19.12.01)
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Eine Web-Seite, die kommerzielle Angebote zu Location-Based Services
anbietet (gesehen 19.01.02)
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einzelnen Geräten (gesehen: 10.12.02)
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URL: http://www.pencomputing.com
[wwwVerbmobil]
Die Homepage des Verbundprojekts VERBMOBIL,
URL: http://verbmobil.dfki.de/
[wwwWECA01]
Die offizielle Homepage der Wireless Ethernet Compatibility Alliance
(gesehen: 10.12.02)
URL: http://www.wirelessethernet.org/
[wwwZDF02]
ZDF online bietet eine Übersicht über GSM-Mobiltelefone; eine nach
verschiedenen Kriterien beschränkbare Suche ist möglich (gesehen: 10.12.01)
URL: http://www.zdf.de/ratgeber/wiso/telefon/30774
Anhang B
Firmenverzeichnis
3Com GmbH
Firmensitz
Produkt
Max-Planck-Strasse 3
85609 Aschheim-Dornach
Germany
Tel.: +49 (89) 25 000 - 0
Fax: +49 (89) 25 000 - 111
URL: http://www.3com.de/
WLAN (Airconnect)
5DT (Fifth Dimension Technologies)
Firmensitz
25 De Havilland Crescent, P.O. Box 5
Persequor Park, 0020
Pretoria
South Africa
Tel.: +27 12 349 2690
Fax: +27 12 349 1404
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.5dt.com
Produkt
Datenhandschuh (5DT Data Glove)
Advanced Recognition Technologies
Firmensitz
3375 Cochran Street
Simi Valley, CA 93063
USA
Tel.: (805) 581-3999
Fax: (805) 581-3994
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.artcomp.com/
Produkt
Marktführer in Sprach- und Handschriftenerkennung
271
272
Anoto AB
Firmensitz
Produkt
ART+COM AG
Firmensitz
Produkt
Anhang B
Mäster Samuelsgatan 56
plan 3
111 21 Stockholm
Sweden
Tel.: +46 (0) 8-410 78 500
Fax: +46 (0) 8-410 78 501
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.anoto.com
Eingabe-Device (Digital Pen)
Geschäftsbereich Information, Education, Entertainment
Kleiststraße 23-26
D-10787 Berlin
Germany
Tel.: +49 (30) 210 01 0
Fax: +49 (30) 210 01 555
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.artcom.de
Mobile WebCam (Urban Jungle Pack bzw. IRes)
ASL – Applied Science Laboratories
Firmensitz
175 Middlesex Turnpike
Bedford, MA 01730
USA
Tel.: +01 (781) 275-4000
Fax: +01 (781) 275-3388
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.a-s-l.com
Produkt
Video-Eye-Tracking (Model 501)
Aurora Systems Inc.
Firmensitz
60 Daggett Dr.
San Jose, CA 95134
USA
Tel.: +01 (408) 452-5559
Fax: +01 (408) 452-5568
URL: http://www.aurora-sys.com/
Produkt
Mikrodisplay (LCD-Technologie)
Firmenverzeichnis
Brain Actuated Technologies Inc.
Firmensitz
139 E. Davis Street
Yellow Springs, Ohio
USA 45387
Tel.: +01 (937) 767 2674
Fax: +01 (937) 767 7366
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.brainfingers.com
Produkt
Biosensor (Cyberlink)
Cambridge Display Technology (CDT) Ltd.
Firmensitz
Greenwich House
Madingley Rise, Madingley Road
Cambridge CB3 0HJ
United Kingdom
Tel.: +44 (1223) 723555
Fax: +44 (1223) 723556
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.cdtltd.co.uk/
Produkt
Mikrodisplays (OLEP-Technologie)
CDI - Computing Devices International (Tochter von Ceridian)
Firmensitz
8800 Queen Avenue South
Bloomington, MN 55431-1996
USA
GSA#: GS-35F-4036D
Tel.: 1-800-WEARABL/612-921-6100
Fax: 612-921-6966
URL: http://home.dwave.net/~fwpc/
bzw. http://www.ceridian.com
Produkt
Wearable Computer (The Wearable)
Charmed Technology, Inc.
Firmensitz
9601 Wilshire Blvd., Suite 735
Beverly Hills, CA 90210
Tel.: +01 (310) 432-2600
Fax: +01 (310) 432-2601
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.charmed.com
Produkt
Wearable Computer (Charmit developers´s Kit)
273
274
Cirque Corp.
Firmensitz
Produkt
Anhang B
2463 South 3850 West Suite A
Salt Lake City
Utah 84120
USA
Tel.: (801) 467-1100
Fax: (801) 467-0208
E-Mail:
URL: http://www.cirque.com/
Touchpad (Cruise Cat)
Colorado MicroDisplay Inc. (seit Mai 2001 „Zight“, seit Dez. 2001 nicht mehr erreichbar)
Firmensitz
3360 Mitchell Ln Bldg A
Boulder, Colorado 80301
USA
Tel.: +01 (303) 546-9700
Fax: +01 (303) 546-9800
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.comicro.com/
bzw. http://www.zight.com
Produkt
Mikrodisplay (LCOS-Technologie)
Compaq Computer GmbH
Firmensitz
Humboldtstr. 8
85609 Dornach
Tel.: (89) 9933-0
Fax: (89) 9933-1166
URL: http://www.compaq.de /
Produkt
PCs, Laptops, PDAs und Zubehör (iPAQ H3600 Pocket PC)
Cybercompanion
Firmensitz
Produkt
Axel Flöte
P.O.Box 286265
28361 Bremen
Germany
Tel.: +49 (0) 421 539 5290
Fax: +49 (0) 421 539 4155
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.cybercompanion.de
Wearable Computer (CyberCompanion)
Firmenverzeichnis
Cyberworld, Inc.
Firmensitz
Produkt
275
960 Teron Road
Suite 513
Kanata, Ontario
Canada
K2K 2B6
Tel.: +01 (613) 271-0809
Fax: +01 (613) 271-8164
URL: http://www.cwonline.com/
Mobile VR-Brille (Cy Visor)
Daewoo Electronics Co. Ltd.
Firmensitz
Head Office
295 kongdan-dong, Kumi,
Kyongsangbuk-do
Korea
Tel.: +82 (546) 467-7114
Fax: +82 (546) 461-8788
URL: http:// www.dwe.co.kr/
Deutschland
Daewoo Electronics Deutschland GmbH (DEG)
Otto-Hahn Strasse 21
35510 Butzbach
Germany
Tel.: +49 (6033) 9691-57
Fax: +49 (6033) 9691-59
Produkt
Monitore, Mikrodisplay (TMA-Technologie)
Daeyang E&C (U.S.-Vertrieb durch Personal Display Systems Inc.)
Firmensitz
9F, Dhung Nam B/D, 1329-3, Seo Cho-Dong, Seo Cho-Gu
Seoul, Korea
Tel : 82-2-3486-0141
Fax : 82-2-3486-0445
E-Mail : [email protected]
URL: http://www.personaldisplay.com/
Produkt
Mobile VR-Brille (binokular und monokular)
Decade Engineering
Firmensitz
5504 Val View Drive, SE
Turner, OR 97392
USA
Tel.: +01 (503) 743-3194
Fax: +01 (503) 743-2095
URL: http://www.decadenet.com/
Produkt
Ansteuerungselektronik (BOB-II Video OSD)
276
Displaytech™ Inc.
Firmensitz
Produkt
Anhang B
2602 Clover Basin Drive
Longmont, CO 80503-7603
USA
Tel.: +01 (303) 772-2191
Tax: +01 (303) 772-2193
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.displaytech.com/
Mikrodisplay (LED-Technologie)
Display Research Laboratories Inc.
Firmensitz
2051 Grant Road, Suite 250
Los Altos, CA 94024
USA
Tel.: +01 (650) 969-3670
Fax: +01 (650) 969-3769
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.drl-usa.com/
Produkt
Mikrodisplay (AMVF-Technologie)
E2 Solution
Firmensitz
Produkt
el-mar Inc.
Firmensitz
Produkt
265 W. California Blvd. #4
Pasadena, CA 91105
USA
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.e2solutions.com/
Chording Keyboard (DataEgg)
48 Evanston Drive
Downsview
Ontario, Canada
M3H 5P3
Fax: +01 (416) 978-4317
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.interlog.com/~elmarinc/
Video-Eye-Tracking System (Vision 2000)
Firmenverzeichnis
eMagin Corp.
Firmensitz
Produkt
277
2070 Route 52, Building 334
Hopewell Junction, New York 12533
USA
Tel.: +01 (845) 892-1900
Fax: +01 (845) 892-1901
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.fedcorporation.com/
Marktführer Mikrodisplays (OLEP-Technologie)
Equal Access Computer Technology Inc.
Firmensitz
EASI Corp
PO Box 818
Lake Forest CA 92609
USA
Tel.: +01 (949) 916-2837
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.rit.edu/~easi/index.htm
Produkt
Eingabe-Devices (The Minimal Motion Computer Access System)
Freedom Scientific Blind/Low Vision Group
Firmensitz
11800 31st Court North
St. Petersburg, FL 33716-1805
USA
Tel.: +01 727-803-8000
URL: http://www.freedomscientific.com
Produkt
IT-Geräte für Sehbehinderte (Braille Lite M40)
GPS GmbH
Firmensitz
Produkt
Lochhamer Schlag 5a
D-82166 Gräfelfing
Tel.: (89) 858364-0
Fax: (89) 858364-44
URL: http://www.garmin.de/
kleiner GPS Empfänger (GPS 35 LSV PC)
Anhang D
Glossar
Active Matrix LCD
LCD mit eigener Pixelansteuerung durch Dünnfilmtransistor
(Thin Film Transistor)
Augmented Reality
Die "Augmented Reality" (AR) ist eine Form der MenschMaschine-Interaktion, bei der die Umgebung der BenutzerIn
mit computergenerierten Informationen erweitert.
Field Emission Display
kalte Feldemission von Elektronen
Flat-Panel Display
Ein meist portables sehr dünnes Display
Full-Duplex
engl. für Vollduplex
Head-Mounted Display
Am Kopf befestigtes Display, kann nur für ein oder auch
zwei Augen sein. Als Bezeichnungen treten auch Head-Up
Display (HUD) oder Head-Worn Display auf.
hot swappable
Komponenten (z.B. eine Festplatte, oder auch ein Akku)
können bei eingeschaltetem, laufenden System ausgetauscht
werden
In Plane Switching
LCD mit beiden Pixelelektroden
(aufgeklappter Kondensator)
Indium Tin Oxyde
Indium-Zinnoxid
Light Emitting Diode
Leuchtdiode
Liquid Crystal Display
Flüssigkristall-Anzeige
Mensch-Maschine Interface
Allgemeiner Begriff für die Benutzungsoberfläche für
Computersysteme (sowohl für PCs als auch für Anlagen, die
z.B. in der Automatisierungstechnik zu finden sind).
Mobile Language Translation System
ein mobiles Übersetzungssystem für Sprache
Organic Light Emitting Diode
Organisches Licht emittierende Dioden
Pixel
kleinste darstellbare
Quadrat
Plasma adressed Liquid Crystal
plasmaangesteuertes LCD
Port Replicator
Eine Art „abgeschwächte“ Dockingstation, die weitere
Anschlüsse zur Verfügung stellt
QWERTY
Die ersten 6 Buchstaben der dritten Reihe auf einer
amerikanischen Tastatur bis zum "Y". Tastaturen mit einer
auf
Informationseinheit,
einer
z.B.
Seite
kleines
302
Glossar
solchen Tastenanordnung werden oft Qwerty-Tastaturen
genannt.
RS-232
9- oder 25-poliger serieller Schnittstellenstandard für den PC
Super Twisted Nematic
Flüssigkristalle mit Verdrillwinkel 180° - 270°
Thin Film Transistor
Dünnfilm Transistor, siehe AMLCD
TN – Twisted Nematic
Flüssigkristalle mit Verdrillwinkel 90°
Video Graphics Array
übliche Minimalauflösung im PC-Bereich 640 x 480 Pixel
(bei 16 Farben), oder 256 Farben bei 320 x 200 Pixel
Voive-over-Internet-Protocol
ein Protokoll, welches das Telefonieren per Internet
ermöglicht
Vollduplex
ermöglicht gleichzeitiges Senden und Empfangen (z.B. bei
einer Soundkarte wäre dann gleichzeitiges Aufnehmen und
Abspielen möglich)
WIMP (GUI)
Windows, Icons, Menus und Pointing sind die zentralen
Elemente einer graphischen Benutzungsoberfläche von
Computern; heute wird eher die Bezeichnung GUI (graphical
user interface) verwendet.
278
GeoPerception Inc.
Firmensitz
Produkt
Gyration, Inc.
Firmensitz
Produkt
Handykey Corp.
Firmensitz
Produkt
Anhang B
12655 Danielson Court
Poway, California, 92064
USA
Tel.: +01 (858) 486-3015
Fax: +01 (858) 486-3057
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.geoperception.com/
Wearable Computer (Personal Pilot)
Gyration, Inc.
12930 Saratoga Avenue, Bldg.C
Saratoga, CA 95070
USA
Tel.: +01 (408) 255-3016
Fax: +01 (408) 255-9075
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.gyration.com
Eingabe-Evice (GyroMouse)
141 Mt. Sinai Avenue
Mt. Sinai, NY 11766
USA
Tel.: +01 (631) 474 4405
Fax: +01 (631) 474 3760
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.handykey.com
Chording Keyboard (Twiddler)
HANA Microdisplay Technologies Inc.
Firmensitz
2061 Case Parkway South
Twinsburg, OH 44087
USA
Tel.: +01 (330) 405-4600
Fax: +01 (330) 405-3448
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.hanagroup.com/
Produkt
Mikrodisplay (LCOS-Technologie)
Firmenverzeichnis
Handspring, Inc.
Firmensitz
Produkt
Hewlett-Packard
Firmensitz
Deutschland
Produkt
279
Corporate Headquarters
Handspring, Inc.
189 Bernardo Avenue
Mountain View, CA 94043
USA
Tel.: +01 (650) 230-5000
URL: http://www.handspring.com
PDA (VISOR Prism)
3000 Hanover Street
Palo Alto, CA 94304-1185
USA
Tel.: +01 (650) 857-1501
Fax: +01 (650) 857-5518
URL: http://www.hewlett-packard.com
Hewlett-Packard GmbH
Herrenberger Straße 140
71034 Böblingen
Tel. (0 70 31) 14 - 0
Fax. (0 70 31) 14 - 29 99
URL: http://www.hewlett-packard.de
PCs, PocketPCs und Zubehör (HP Jornada 720)
IBM Deutschland GmbH
Firmensitz
(Hauptverwaltung)
70569 Stuttgart
Pascalstraße 100
Tel.: +49 (711) 785-0
Fax: +49 (711) 785 3511
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.ibm.de/, http://www.ibm.com
Produkt
PCs, Laptops, Spracheerkennungssoftware (ViaVoice)
Infogrip Inc.
Firmensitz
Produkt
1141 E. Main Street
Ventura, CA 93001
USA
Tel.: +01 (805) 652-0770
Fax: +01 (805) 652-0880
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.infogrip.com/
Chording Keyboard (BAT Personal Keyboard)
280
Inpace
Firmensitz
Produkt
InterSense Inc.
Firmensitz
Produkt
InViso Inc.
Firmensitz
Produkt
Anhang B
21 Bridge Street Mill, Witney, Oxfordshire,
OX28 1YJ, Great Britain
Tel: +44 (0)1993 706303,
Fax: +44 (0)1993 706305
E-Mail: [email protected],
www: www.inpace.com
Wasserfeste, flexible Tastaturen
73 Second Avenue
Burlington, MA 01803
USA
Tel.: +01 (781) 270 0090
Fax: +01 (781) 229 8995
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.isense.com
Positions- und Orientierungs-Tracking (Inertia Cube2)
1330 Bordeaux Drive
Sunnyvale, CA 94089
USA
Tel.: +01 (408) 734-9200
Fax: +01 (408) 734-9911
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.inviso.com/
Mikrodisplay (LCOS-Technologie), Optische Systeme für Mikrodisplays
Kaiser Electro-Optics Inc.
Firmensitz
Kaiser Electro-Optics, Inc.
2752 Loker Avenue West
Carlsbad, CA 92008
USA
Tel.: +01 (760) 438-9255
Fax: +01 (408) 438-6875
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.keo.com/
Produkt
HMDs (mono- und binokular)
Firmenverzeichnis
Kent Display, Inc.
Firmensitz
Produkt
Kopin Corp.
Firmensitz
Produkt
L3 Systems
Firmensitz
Produkt
281
343 Portage Blvd.
Kent, OH 44240
USA
Tel.: +01 (330) 673-8784
Fax: +01 (330) 673-4408
URL: http://www.kentdisplays.com
Displays (15240 Display)
695 Myles Standish Blvd.
Taunton, MA 02780
USA
Tel.: +01 (508) 824-6696
Fax: +01 (508) 824-6958
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.kopin.com/
Mikrodisplays (LCD-Technologie)
PO Box 2954
Redmond, WA 98073
USA
Tel.: +01 (425) 836-5438
Fax: +01 (425) 868-8706
URL: http://www.l3sys.com
Wearable Tastatur (WristPC Keyboard)
LC Technologies Inc.
Firmensitz
9455 Silver King Court
Fairfax, Virginia 22031-4713
USA
Tel.: +01 (703) 385 7133
Fax: +01 (703) 385 7137
URL: http://www.lctinc.com/
E-Mail: [email protected]
Produkt
Tracking-Sensor (Eyegaze)
282
Anhang B
Lernout & Hauspie Speech Products N.V. (seit Nov. 2001 im Besitz von ScanSoft, Inc.)
Firmensitz
Flanders Languages Valley, 50
8900 Ieper, Belgium
Phone: +32-57-228-888
Fax: +32-57-208-489
URL: http://www.lhsl.com/
Produkt
Spracherkennungssoftware (Voice Xpress™, NaturallySpeaking™ von
Dragon, L&H™ PDsay™ für PDAs)
Lightglove
Firmensitz
Produkt
Linux-Works, Inc.
Firmensitz
Produkt
Lightglove
P.O. Box 333
Catharpin, Virginia 20143-0333
USA
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.lightglove.com
Eingabe-Device (Lightglove)
P.O. Box 910
Olalla, WA 98359
Tel.: +01 (253) 858-3823
Fax: +01 (253) 857-4386
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.linux-works.com
Portable Computer (Nano PC, Nano II)
Liteye Microdisplay Systems LLC
Firmensitz
12415 Dumont Way , Unit #103
Littleton, CO 80125
USA
Tel.: +01 (303) 470-8049
Fax: +01 (303) 470-8153
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.liteye.com/
Produkt
Mikrodisplays, HMDs (Liteye-Serie)
Firmenverzeichnis
Luckytech Technology Co. Ltd
Firmensitz
6fl., 117-119 Shuang Feng Road
Hsin Chuang
Taipei Hsien
Taiwan
Tel.: 886-2-29015676
Fax: 886-2-29089970
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.luckytech.co.tw
Produkt
Zeige-Device (CatEye FingRing)
Madenta Communications, Inc.
Firmensitz
3022 Calgary Trail South, Edmonton, AB T6J 6V4 CANADA
Tel.: (780) 450-8926
Fax: (780) 988-6182
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.madenta.com
Produkt
Kopf-Tracking (Tracker 2000)
Matias Corporation
Firmensitz
129 Rowntree Dairy Road
Unit #20
Vaughan, Ontario, L4L 6E1
Canada
Tel.: +01 (905) 265 8844
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.halfkeyboard.com
Produkt
Wearable Tastatur (Half Keyboard)
MediaInterface Dresden GmbH
Firmensitz
Washingtonstr. 16/16a
D-01139 Dresden
Phone: 0351-844 3256
Fax: 0351-844 2067
E-Mail: [email protected]
http://www.mediainterface.de/
Produkt
Spracherkennungssoftware, Diktiersysteme (SpeechBase, zum 01.01.2002
wird daraus SpeaKING Dictat)
283
284
Anhang B
MicroOptical Corp.
Firmensitz
33 Southwest Park
Westwood, MA 02090
USA
Tel.: +01 781 326-8111
Fax: +01 781 326-4110
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.microopticalcorp.com/
Produkt
Mikrodisplay, HMD (Integrated Eyeglass Display, ClipOn Display)
MicroPix Technologies Ltd.
Firmensitz
1 St David's Drive
St David's Business Park, Dalgety Bay
Dunfermline
KY11 9PF
Scotland
Tel.: +44 (0) 1383 828 800
Fax: +44 (0) 1383 828 801
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.micropix.com/
Produkt
Mikrodisplay (LCD-Technologie)
Microvision Inc.
Firmensitz
Produkt
P.O. Box 3008 (mailing)
19910 North Creek Parkway (office)
Bothell, WA 98011-3008
USA
Tel.: +01 425 415-6847
Fax: +01 425 415-6600
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.mvis.com/
HMD (Retina Scanning Display: Nomad)
NEXTLINK.TO A/S
Firmensitz
Sandtoften 10
DK-2820 Gentofte
Denmark
Tel: +45 70 22 23 43
Fax: +45 70 22 23 53
E-Mail (Sales): [email protected]
E-Mail [email protected]
URL: http://www.nextlink.to/
Produkt
Audio Headset (BlueSpoon, Invisio)
Firmenverzeichnis
Nokia
Firmensitz
Deutschland
Produkt
285
Corporate Communications
Keilalahdentie 4, FIN-02150 Espoo
P.O. Box 226, FIN-00045 NOKIA GROUP
Finland
Tel.: +(358) 7180-08000
Fax: +(358) 7180-38226
URL: http://www.nokia.de
Nokia GmbH
Meesmannstraße 103
44807 Bochum
URL: http://www.nokia.de
Mobiltelefone, Smarphones, Kommunikationssysteme (Nokia 9110i
Communicator)
Origin Instruments Corporation
Firmensitz
854 Greenview Drive
Grand Prairie, Texas 75050-2438
USA
Tel.: +01 (972) 606-8740
Fax: +01 (972) 606-8741
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.orin.com
Produkt
Trackingsystem (Headmouse)
Pegasus Technologies Ltd.
Firmensitz
Merkazim 2000
5 Hazoref st.
Holon 58856
Israel
Tel.: +972-(3)-5500633
Fax: +972-(3)-5500727
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.pegatech.com/cont.html
Deutschland
Vertrieb
MediaGold
Goldbergstr. 6
81479 München
Germany
Tel.: +49(89)790 9790
Fax: +49(89)790 0258
Produkt
Zeige-Device (3D-Ringmouse)
286
Perkins Engineering, Inc.
Firmensitz
902 McPhaul St.
Austin, TX 78758
Tel.: +01 (512) 835-6880
Fax: +01 (512) 835-4292
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.perkinsengineering.com/
Produkt
Wearable Computer (Mid Riff Brain) und Gürtel (eBelt)
Permobil Meditech AB
Firmensitz
Box 120
Årvältsvägen 10
SE-861 23 Timrå
Sweden
Tel.: +46 60 59 59 00
Fax: +46 60 57 52 50
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.permobil.se
Deutschland
Permobil BV
Zuiddijk 1
NL-5705 CS Helmond
Netherlands
Tel.: +49 231 51 81 644
Fax: +49 231 51 81 645
E-Mail: [email protected]
Produkt
Video-Eye-Tracking (The Video Eye Trace System)
Pharos Science & Applications, Inc.
Firmensitz
411 Amapola Avenue
Torrance, CA 90501-1478
USA
Tel.: +01 (310) 212-7088
Fax: +01 (310) 320-1808
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.pharosgps.com/
Produkt
Sehr kleiner GPS-Empfänger (Pharos iGPS-180)
Philips Electronics N.V.
Firmensitz
Groenewoudseweg 1
5621 BA, Eindhoven
The Netherlands
URL: http://www.philips.com/ bzw. http://www.speech.philips.com/
Produkt
Spracherkennungssoftware und -systeme
Anhang B
Firmenverzeichnis
287
Phoenix Group Inc.
Firmensitz
123 Marcus Boulevard
Hauppauge, New York 11788
Tel.: +01 631 951-2700
Fax: +01 631 951-4290
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.ivpgi.com/frame1.htm
Produkt
Wearable Tastatur (Arm mount micro keyboard), Wearable und Portable
Computer (Phoenix 2, Falcon)
PixTech Inc.
Firmensitz
Produkt
3000 S. Denver Way
Boise, ID 83705
USA
Tel.: +01 208 333-7500
Fax: +01 208 333-7505
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.pixtech.com/
Mikrodisplay (FED-Technology)
Planar Systems Inc.
Firmensitz
1400 NW Compton Drive
Beaverton, Oregon 97006-1992
USA
Tel.: +01 503 690-1100
Fax: +01 503 690-1493
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.planar.com/
Europa
Planar Systems, Inc.
Olarinluoma 9, P.O. Box 46
FIN-02201 Espoo
Finland
Tel.: +358 9 42-001
Fax: +358 9 420-0200
E-Mail: [email protected]
Produkt
Mikrodisplay (AMEL 640.480.24)
288
Anhang B
Prenkte Romich Company
Firmensitz
Prentke Romich International Ltd
Minerva House
Minerva Business Park
Lynch Wood
Peterborough
Cambridgeshire
PE2 6FT
UK
Tel.: +44 1733 370470
Fax: +44 1733 391939
URL: http://www.prentromint.com
Produkt
Headmaster Plus
Psion Teklogix GmbH
Firmensitz
Jakob-Kaiser-Straße 3
47877 Willich
Tel: 01805 077466
Fax: 02154 928259
URL: http://www.psion-gmbh.com/
Produkt
HandheldPC (Serie 5mx PRO)
Reflection Technology
Firmensitz
URL: http://www.reflections.co.nz/
Produkt
HMDs
Reima
Firmensitz
Produkt
P.O Box 26
FIN-38701
Kankaanpää, FINLAND
Tel.: +358 (2) 578-270
Fax +358 (2) 572-1280
[email protected]
URL: http://www.reima.com
Smart Clothing (Reima Smart 3305)
Firmenverzeichnis
289
Rockwell Automation Corporate
Firmensitz
Rockwell Automation Corporate Headquarters
Firstar Building
777 East Wisconsin Avenue
Suite 1400
Milwaukee, Wisconsin 53202
USA
Tel.: +01 (414) 212 5200
URL: http://www.rockwellautomation.com
Produkt
Wearable Computer (Trekker)
Saint Song Corp.
Firmensitz
Produkt
Tel.: +866-2-2662-7808 Ext :8101,8102
Fax: +886-2-2662-0583
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.saintsong.com.tw
Saint Song USA Corp.
16029 E, Arrow Highway #A.
Irwindale, CA 91706
Ansprechpartner: Teren Wang
Tel.: +1-626-851-8881
Fax: +1-626-851-0688
E-Mail: [email protected]
Portable Computer (Espresso, Cappuccino)
Shimadzu Corp.
Firmensitz
Produkt
URL: http://www.shimadzu.com
HMD für WIA (passend zum „Poma“ von Xybernaut)
USA
Symbol Technologies Inc.
Firmensitz
1 Symbol Plaza
Holtsville, NY 11742
USA
Tel.: +01 800 722 6234
URL: http://www.symbol.com
290
Deutschland
Anhang B
Symbol Technologies GmbH
Waldstraße 66
D-63128 Dietzenbach
Tel.: +49 6074 4902-0
Fax: +49 6074 42795
Grabenstraße 5
D-40213 Düsseldorf
Tel.: +49 211 320452
Fax: +49 211 320470
Produkt
SARIF
Firmensitz
Produkt
Sensatex Inc.
Firmensitz
Produkt
Gotenstraße 12
D-20097 Hamburg
Tel.: +49 40 235399-0
Fax: +49 40 235399-99
URL: http://www.symbol.com/germany
Wearable Computer (WSS 1000, 1010, 1040, 1060)
600 SE Assembly Road
Vancouver, WA 98661
USA
Tel.: +01 (360) 750-0242
Fax: +01 (360) 750-0244
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.sarif.com/
Mikrodisplay (AMLCD-Technologie)
15303 N. Dallas Parkway
Suite 460
Addison, TX 75001
USA
Tel: (972) 726 6900
Fax: +01 (972) 726 6902
E-Mail:[email protected]
URL: http://www.sensatex.com
Smart Clothing (SmartShirt)
Firmenverzeichnis
Shimadzu Corp.
Firmensitz
Produkt
Sony Corporation
Firmensitz
Deutschland
Produkt
Sytronics, Inc.
Firmensitz
Produkt
TekGear Inc.
Firmensitz
Produkt
291
Shimadzu Precision Instruments
20410 Earl Street
Torrance, CA 90503
USA
Tel: 1-310-214-0314 oder (03)3219-5521 (Japan)
Fax: 1-310-542-0995 oder (03)3219-5510 (Japan)
E-Mail: [email protected] oder [email protected]
URL: http://www.shimdazu.co.jp/hmd-e/
HMD (Data Glass 2, als Zubehör von Poma bzw. WIA)
7-35 Kitashinagawa 6-chome
Shinagawa-ku
Tokyo 141-0001
Japan
URL: http://www.sony.co.jp/en/
Sony Deutschland GmbH
Hugo-Eckener-Str. 20
50829 Köln
Tel.: (221) 537-0
Fax: (221) 537-349
URL: http://www.sony.de
Unterhaltungselekronik, Digitalkameras, HMDs, Eingabe-Device
(GestureWrist)
4433 Dayton-Xenia Rd., Bldg. 1
Dayton, OH 45432
Tel.: +01 (937) 431-6100
Fax: +01 (937) 431-6400
URL: http://www.sytronics.com
Wearable Computer (DASHER)
1-90 Market Avenue
Winnipeg, Manitoba R3B 0P3
Canada
Tel.: +01 (204) 988-3000
Fax: +01 (204) 988-3050
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.tekgear.ca/
HMDs (Personal Viewer)
292
Anhang B
Tenfa Company Ltd.
Firmensitz
7F/5, No. 6, Chien Tan Road
Shih-Lin, Taipei
Taiwan
Tel.: 886 2 28853389
Fax: 886 2 28851747
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.tenfa.com/
Produkt
Faltbare Tastatur
Teltronics, Inc.
Firmensitz
Produkt
2150 Whitfield Industrial Way
Sarasota, FL 34243
USA
Tel.: +01 (941) 753-5000
Fax: +01 (941) 751-7729
URL: http://www.teltronics.com/
Portable Computer (Mentis)
Texas Instruments Inc.
Firmensitz
Corporate Headquarters
12500 TI Boulevard
Dallas, TX 75243-4136
USA
URL: http://www.ti.com/
Deutschland
Mixed Signal & Logic Products Business Center
Freising (bei München)
Tel.: +49 8161 80 33
Produkt
Mikrodisplay (Digital Micro Mirror Device, MEMS-Technologie)
Textware Solutions
Firmensitz
Produkt
58 Lexington Street
Burlington, MA 01803-4005
USA
Tel.: +01 (781) 272-3200
Fax: +01 (781) 272-1432
URL: http://www.twsolutions.com
virtuelle Tastatur (Fitaly One-Finger Keyboard)
Firmenverzeichnis
293
Three-Five Systems Inc.
Firmensitz
1600 N. Desert Drive
Tempe, AZ 85281-1230
USA
Tel.: +01 (602) 389-8600
Fax: +01 (602) 389-8801
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.threefive.com/
Produkt
Mikrodisplay (LCD-, LED-, LcoS-Technologie)
Tiqit Computers, Inc.
Firmensitz
111B Independence Drive
Menlo Park, CA 94025
Tel.: +01 (650) 289-9009
Fax: +01 (650) 289-9008
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.tiqit.com
Produkt
Wearable Computer (Matchbox PC)
innovative Consumer Components UNITRONIC GmbH & Co. KG
Firmensitz
Mündelheimer Weg 9
40472 Düsseldorf
Tel.: (211) 9511-181
Fax: (211) 9511-182
URL: http://www.icc-unitronic.de
Produkt
GPS-Empfänger (NaviMouse)
Varitronix Ltd.
Firmensitz
Deutschland
Produkt
22 Chun Cheong St.,
TKO Industrial Estate (W),
Tseung Kwan O
Hong Kong.
Tel.: (852) 2197 6000
Fax: (852) 2343 9555
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.varitronix.com/
Varitronix GmbH
Landsbergerstr.320
D-80687 München
Germany
Tel.: +49 (89) 56017-108
Fax: +49 (89) 56017-109
E-Mail: [email protected]
Mikrodisplay (LCD-Technologie)
294
ViA, Inc.
Firmensitz
Produkt
Virtual Vision Inc.
Firmensitz
Produkt
WetPC PTY Ltd.
Firmensitz
Produkt
wirejunkie
Firmensitz
Produkt
Anhang B
12550 West Frontage Road
Suite 201
Burnsville, MN 55337
Tel.: +01 (800) 353-9472
Fax: +01 (952) 736-5944
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.via-pc.com/
Wearable Computer (ViA II PC, PC Stick)
7659 178th Place N.E.
Redmond, WA 98052
USA
Tel.: +01 (800) 800-8033
Fax: +01 (425) 882-7373
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.virtualvision.com/
HMD (Eglass, VCAP100)
ABN 28 079 663 488
PO Box 179
Garran. ACT. Australia. 2605.
Tel.: +61 2 62604652
Fax: +61 2 62604649
URL: http://wetpc.com.au
Wearable Computer für den Unterwassergebrauch (WetPC), Eingabe-Device
(Kord Pad)
Tel.: +61 3 9899 5551
E-Mail: [email protected]
URL: http.//www.wirejunkie.com
Datenhandschuh (KeyGlove)
Firmenverzeichnis
Xybernaut Corp.
Firmensitz
Deutschland
Produkt
295
12701 Fair Lakes Circle, Suite 550
Fairfax, Virginia 22033
USA
Tel.: +01 (703) 631 6925
Fax: +01 (703) 631 6734
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.xybernaut.com
Xybernaut GmbH
Otto-Lilienthal-Straße 36
D-71034 Böblingen
Tel.: +49 7031 714-850
Fax: +49 7031 714-849
E-Mail: [email protected]
URL: http://www.xybernaut.de
Wearable Computer (Mobile Assistant, Poma)
Anhang C
Abkürzungen
3D
dreidimensional
ADB
Apple Desktop Bus
AMEL
Active Matrix Electroluminescence
AMLCD
Active Matrix Liquid Crystal Display
AMVF
Active Matrix Vacuum Fluorescent
AP
Access Point
AR
Augmented Reality
ATAPI
AT-bus Attachment Packet Interface
CAD
Computer Aided Design
CBT
Computer Based Training
CDROM
Compact Disc-Read-Only Memory
CDPD
Cellular Digital Packet Data
CD-RW
CD ReWriteable
CF
Compact Flash
CMOS
Complementary Metal-Oxide Semiconductor
CPU
Central Processing Unit
CRT
Cathode Ray Tube
DDR(-SDRAM)
Double Data Rate SDRAM
DLR
DayLight Readable
DMA
Direct Memory Access
DMD
Digital Mirror Device
DSSS
Direct Sequence Spread Spectrum
DVD
Digital Versatile Disc
DVI
Digital Visual Interface
ECP
Extended Capabilities Port
EDGE
Enhanced Data Rates for GSM Evolution
297
298
Anhang C
EDO(-RAM)
Extended Data Out RAM
EIDE
Enhanced IDE
EL
Electroluminescence
EPP
Enhanced Parallel Port
EPSS
Electronic Performance Support System
ETSI
European Telecommunications Standards Institute
FAQ
Frequently Asked Questions
FCC
Federal Communications Commission
FC-PGA
Flip Chip Pin Grid Array
FDD
Floppy Disk Drive
FED
Field Emissive Display
FHSS
Frequency Hopping Spread Spectrum
FL
Foot Lamberts
FLC
Ferroelectric Liquid Crystal
FoV
Field of View
FPD
Flat Panel Display
GB
Gigabyte
GMS
Global System for Mobile communication
GNU
GNU's not UNIX
GPRS
General Packet Radio Services
GPS
Global Positioning System
GSM
Global System for Mobile Communications
GVIF
Gigabit Video InterFace
GUI
Graphical User Interface
HCI
Human-Computer Interaction
HDD
Hard Disk Drive
HMD
Head Mounted Display
HSCSD
High Speed Circuit Switched Data
HTPS
High Temperature Polysilicon
HUD
Head-Up-Display
I/O
Input/Output
IDE
Integrated Device Electronics
IP
Internet Protocol
IPS
In Plane Switching
IrDA
InfraRed Data Association
ITO
Indium Tin Oxyde
LAN
Lokal Area Network
Abkürzungen
299
LC
Liquid Crystal
LCD
Liquid Crystal Display
LCOS
Liquid Crystal On Silicon
LED
Light Emitting Diode
Li-Ion
Lithium-Ion
LPT
Line Printer Terminal
LTPS
Low Temperature Polysilicon
LVDS
Low Voltage Differential Signaling
Mb
Megabit
MB
Megabyte
MEMS
Micro-electromechanical System
MLTS
Mobile Language Translation System
MMI
Mensch-Maschine Interface
MMX
MultiMedia eXtension
NiMH
Nickel-Metal Hydride
OCR
Optical Character Recognition
OLED
Organic Light Emitting Diode
PALC
Plasma adressed Liquid Crystal
PAN
Personal Area Network
PC
Personal Computer
PCMCIA
Personal Computer Memory Card International Association
PDA
Personal Digital Assistant
PDP
Power Docking Port
PS/2
Personal System/2
RAM
Random Access Memory
RFID
Radio Frequence Identification
RISC
Reduced Instruction Set Computer
RSD
Retinal Scanning Display
SCSI
Small Computer Systems Interface
SDRAM
Synchronous DRAM
SOI
Silicon On Insulator
STN
Super Twisted Nematic
SVGA
Super VGA
SXGA
Super Extended Graphics Array
TFT
Thin Film Transistor
TMA
Thin Film Micromirror Array
TN
Twisted Nematic
300
Anhang C
UART
Universal Asynchronous Receiver-Transmitter
UDMA
Ultra-DMA
UIP
User Interface Port
UMTS
Universal Mobile Telecommunications Systems
USB
Universal Serial Bus
VF
Vacuum Fluorescent
VFD
Vacuum Fluorescence Display
VFOS
Vacuum Fluorescent on Silicon
VGA
Video Graphics Array
VHDCI
Very High Density Cabled Interconnect
VoIP
Voice-over-Internet-Protocol
VR
Virtual Reality
WAN
Wide Area Network
WECA
Wireless Ethernet Compatibility Alliance
WI-FI
Wireless Fidelity Zertifikat
WIMP
Windows, Icons, Menus, Pointing
WLAN
Wireless Local Area Network
Anhang D
Glossar
Active Matrix LCD
LCD mit eigener Pixelansteuerung durch Dünnfilmtransistor
(Thin Film Transistor)
Augmented Reality
Die "Augmented Reality" (AR) ist eine Form der MenschMaschine-Interaktion, bei der die Umgebung der BenutzerIn
mit computergenerierten Informationen erweitert.
Field Emission Display
kalte Feldemission von Elektronen
Flat-Panel Display
Ein meist portables sehr dünnes Display
Full-Duplex
engl. für Vollduplex
Head-Mounted Display
Am Kopf befestigtes Display, kann nur für ein oder auch
zwei Augen sein. Als Bezeichnungen treten auch Head-Up
Display (HUD) oder Head-Worn Display auf.
hot swappable
Komponenten (z.B. eine Festplatte, oder auch ein Akku)
können bei eingeschaltetem, laufenden System ausgetauscht
werden
In Plane Switching
LCD mit beiden Pixelelektroden
(aufgeklappter Kondensator)
Indium Tin Oxyde
Indium-Zinnoxid
Light Emitting Diode
Leuchtdiode
Liquid Crystal Display
Flüssigkristall-Anzeige
Mensch-Maschine Interface
Allgemeiner Begriff für die Benutzungsoberfläche für
Computersysteme (sowohl für PCs als auch für Anlagen, die
z.B. in der Automatisierungstechnik zu finden sind).
Mobile Language Translation System
ein mobiles Übersetzungssystem für Sprache
Organic Light Emitting Diode
Organisches Licht emittierende Dioden
Pixel
kleinste darstellbare
Quadrat
Plasma adressed Liquid Crystal
plasmaangesteuertes LCD
Port Replicator
Eine Art „abgeschwächte“ Dockingstation, die weitere
Anschlüsse zur Verfügung stellt
QWERTY
Die ersten 6 Buchstaben der dritten Reihe auf einer
amerikanischen Tastatur bis zum "Y". Tastaturen mit einer
auf
Informationseinheit,
einer
z.B.
Seite
kleines
302
Glossar
solchen Tastenanordnung werden oft Qwerty-Tastaturen
genannt.
RS-232
9- oder 25-poliger serieller Schnittstellenstandard für den PC
Super Twisted Nematic
Flüssigkristalle mit Verdrillwinkel 180° - 270°
Thin Film Transistor
Dünnfilm Transistor, siehe AMLCD
TN – Twisted Nematic
Flüssigkristalle mit Verdrillwinkel 90°
Video Graphics Array
übliche Minimalauflösung im PC-Bereich 640 x 480 Pixel
(bei 16 Farben), oder 256 Farben bei 320 x 200 Pixel
Voive-over-Internet-Protocol
ein Protokoll, welches das Telefonieren per Internet
ermöglicht
Vollduplex
ermöglicht gleichzeitiges Senden und Empfangen (z.B. bei
einer Soundkarte wäre dann gleichzeitiges Aufnehmen und
Abspielen möglich)
WIMP (GUI)
Windows, Icons, Menus und Pointing sind die zentralen
Elemente einer graphischen Benutzungsoberfläche von
Computern; heute wird eher die Bezeichnung GUI (graphical
user interface) verwendet.
Anhang E
Inhaltsübersichten der
Anwendungsbeispiele und Produkte
303
304
Anhang E
Anwendungsbeispiele
Logistik............................................................................................................................... 35
Wearable Data Collection System.................................................................................. 35
RF Innovations Speed up Parcel Tracking at ANC ........................................................ 37
Mobile Unterstützung beim Packen von Versandpaketen.............................................. 38
Associated Wholesale Grocers Slashes Shipping Inaccuracies ...................................... 39
Hands-Free Plus Real-Time, Equals Business Advantage ............................................. 40
Northwest Airlines Flying High with ‚Line Busting’ Solution ...................................... 42
Generating Results – Where ruggedness and versatility count....................................... 43
Produktion, Montage, Konstruktion .................................................................................... 45
Boeing’s Wire Bundle Assembly Project....................................................................... 46
Augmented Reality for Development, Production and Service...................................... 48
BOCs Mobile Monitoring System.................................................................................. 49
ARC: Augmented Reality in Architectural Construction, Inspection, and Renovation.. 51
Instandhaltung: Inspektion, Wartung, Instandsetzung ................................................. 52
KARMA: Knowledge-based Augmented Reality for Maintenance Assistance ............ 52
Architectural Anatomy................................................................................................... 54
VuMan 3 ........................................................................................................................ 55
WinSpect – Computer im Blaumann.............................................................................. 57
Online-Wartung mit Simon............................................................................................ 58
Wearable PC Boosts Productivity of Home Inspector ................................................... 59
Shipbuilder Trims Inspection and Troubleshooting Time by 70%................................. 60
Netman........................................................................................................................... 61
Medizin............................................................................................................................... 63
MediWear ...................................................................................................................... 64
VibraVest ....................................................................................................................... 65
The NOAH Vest ............................................................................................................ 66
Tourismus, Kultur............................................................................................................. 67
Touring Machine............................................................................................................ 68
Mobile Journalist's Workstation..................................................................................... 70
Indoor/Outdoor Collaboration........................................................................................ 71
ARREAL ....................................................................................................................... 72
Deep Map....................................................................................................................... 73
Mobiles Geo-WWW ...................................................................................................... 74
Virtueller Reiseführer .................................................................................................... 75
Umwelt, Landwirtschaft ................................................................................................... 76
Collecting Invisible Data ............................................................................................... 76
Body-Worn PC Increases Surveying Efficiency ............................................................ 78
Excavating Firm Uncovers A Distinct Advantage ......................................................... 79
ACW Farms Chooses A High-Tech Solution ................................................................ 80
Mobile Geocomputing ................................................................................................... 81
Berichterstattung, Journalismus / Unterhaltung ............................................................ 82
The First Wearable Computer........................................................................................ 83
Eudaemon shoe .............................................................................................................. 84
WebReporter und ZDF.online CyPorter ........................................................................ 85
Casting Scouts................................................................................................................ 86
Germany’s first Web-reporter ........................................................................................ 87
Krisen- und Katastrophenmanagement .......................................................................... 88
Solution for Fire Fighters............................................................................................... 89
Mobile Information and Coordination ........................................................................... 90
Mobile elektronische Nase............................................................................................. 91
Multimedia-Konferenztechnik im mobilen Einsatz ....................................................... 92
Consumer-Bereich............................................................................................................. 93
Witnessential Net / Safety Net ....................................................................................... 94
Jimminy - Mobiler Remembrance Agent (RA).............................................................. 96
DyPERS – Dynamic Personal Enhanced Reality System .............................................. 98
Wearable Internet Appliance (WIA) – das tragbare Internet.......................................... 99
Inhaltsübersicht Produkte
305
Tragbare Rechner und CPUs
Produktbeispiele Wearable Computer .......................................................................... 108
Mobile Assistant (MA) IV ........................................................................................... 109
Mobile Assistant (MA) TC .......................................................................................... 111
Mobile Assistant (MA) V ............................................................................................ 113
Poma ............................................................................................................................ 115
VIA II PC (Modell A und B) ....................................................................................... 117
PC Stick ....................................................................................................................... 119
CharmIT Kit................................................................................................................. 120
WSS 1040/1060 Wearable Scanning System............................................................... 122
WSS 1000 Wearable Scanning System........................................................................ 124
MPC (Matchbox PC) ................................................................................................... 126
WetPC.......................................................................................................................... 127
cybercompanion........................................................................................................... 128
FAST (Factory Automated Support Technology) ........................................................ 129
Spot Core Module ........................................................................................................ 131
VuMan 3 ...................................................................................................................... 133
VuMan 1 und II............................................................................................................ 134
Navigator 1 und II ........................................................................................................ 135
V3 und WearCam ........................................................................................................ 136
Oregon Wearable Computer ........................................................................................ 137
WearComp ................................................................................................................... 138
Phoenix 2 ..................................................................................................................... 140
Trekker......................................................................................................................... 141
IBM´s wearable PC prototype...................................................................................... 142
The Wearable ............................................................................................................... 143
Mobile Assistant (MA) III ........................................................................................... 144
Produktbeispiele Smart Clothing................................................................................... 145
Audio-Jacket ................................................................................................................ 147
CyberJacket / BlazerJet / eSleeve................................................................................. 146
MIThril ........................................................................................................................ 147
SmartShirt .................................................................................................................... 148
Reima Smart 3305........................................................................................................ 149
IBM Wristwatch Computer.......................................................................................... 150
IRES (vormals: UJP - Urban Jungle Pack).................................................................. 151
Mid-Riff Brain™ ......................................................................................................... 152
Produktbeispiele PDAs und Smartphones .................................................................... 153
VISOR Prism ............................................................................................................... 154
iPAQ H3600 Pocket PC............................................................................................... 155
HP Jornada 720 ............................................................................................................ 156
Nokia 9110i Communicator......................................................................................... 157
Serie 5mx PRO ............................................................................................................ 158
Beispiele portabler Referenzgeräte................................................................................ 159
Nano™ PC ................................................................................................................... 160
Nano II™ ..................................................................................................................... 161
Evo N400C .................................................................................................................. 162
Espresso EPC............................................................................................................... 163
Cappuccino GX1.......................................................................................................... 164
Cappuccino TX2 .......................................................................................................... 165
Falcon .......................................................................................................................... 167
Mentis .......................................................................................................................... 168
306
Anhang E
Eingabemedien
Produktbeispiele Wearable und Virtual Keyboards .................................................... 179
XyberKey™................................................................................................................. 179
Arm Mount Mirco Keyboard ....................................................................................... 180
WristPC Keyboard ....................................................................................................... 181
Half Keyboard.............................................................................................................. 182
Fitaly One-Finger Keyboard ........................................................................................ 183
Produktbeispiele Chording Keyboards ......................................................................... 184
FingeRing..................................................................................................................... 184
Twiddler2..................................................................................................................... 185
BAT Personal Keyboard .............................................................................................. 186
The Minimal Motion Computer Access System .......................................................... 187
DataEgg ....................................................................................................................... 188
Octima.......................................................................................................................... 189
Produktbeispiele Datenhandschuhe............................................................................... 190
KeyGlove ..................................................................................................................... 190
Key-Glove.................................................................................................................... 191
Lightglove.................................................................................................................... 192
Acceleration Sensing Glove (virtual keyboard) ........................................................... 193
5DT Data Glove........................................................................................................... 194
Produktbeispiele drahtloser Zeigemedien..................................................................... 195
Beschleunigungsmaus.................................................................................................. 195
FreeD ........................................................................................................................... 196
RingMouse................................................................................................................... 197
CatEye FinRing............................................................................................................ 198
GestureWrist ................................................................................................................ 199
GyroMouse (Pro / Presenter) ....................................................................................... 200
GyroPoint Pro II AV .................................................................................................... 201
Produktbeispiele spezialisierter Eingabemedien .......................................................... 202
Winspect-Handschuh ................................................................................................... 202
Digital Pen ................................................................................................................... 204
Dial (VuMan-Projekt) .................................................................................................. 205
WSS 1000 / 1040 / 1060 .............................................................................................. 206
The Kord® Pad ............................................................................................................ 207
The Kord® Grip........................................................................................................... 208
Produktbeispiele Tracking-Sensoren............................................................................. 212
Mousamatic.................................................................................................................. 212
Headmouse................................................................................................................... 213
Tracker 2000 ................................................................................................................ 214
Headmaster Plus........................................................................................................... 215
Eyegaze........................................................................................................................ 216
Vision 2000.................................................................................................................. 217
Model 501 .................................................................................................................... 218
The Video Eye Trace System....................................................................................... 219
InertiaCube2................................................................................................................. 220
Produktbeispiele Biosensoren......................................................................................... 221
Bioelektrische Steuerung ............................................................................................. 221
Cyberlink ..................................................................................................................... 222
Inhaltsübersicht Produkte
307
Ausgabemedien
Produktbeispiele einbaufähiger Mikrodisplays ............................................................ 230
CyberDisplay 640 Color .............................................................................................. 231
CMD3X2A................................................................................................................... 232
Z86D-3 CMD SVGA Color ......................................................................................... 233
OL12C10M.................................................................................................................. 234
OLED SVGA+............................................................................................................. 235
AMEL640.480.24 ........................................................................................................ 236
OptiScape 2420............................................................................................................ 237
FE524G1...................................................................................................................... 238
15240 Display .............................................................................................................. 239
BOB-II Video OSD...................................................................................................... 241
Produktbeispiele Arm-Mounted Displays .................................................................... 243
Wrist Worn Flat Panel Display .................................................................................... 243
Via Display indoor/ outdoor......................................................................................... 244
Produktbeispiele monokulare und binokulare HMDs ................................................. 245
Nomad Intelligent Visualization System...................................................................... 247
CO-1 Clip-on ............................................................................................................... 248
EG-7 Invisible Monitor................................................................................................ 249
CO-3 Clip-on Monitor ................................................................................................. 250
V-Cap 1000.................................................................................................................. 251
eGlass........................................................................................................................... 252
Private Eye................................................................................................................... 253
Data Glass 2 ................................................................................................................. 254
M2 Personal Viewer..................................................................................................... 255
M1 Personal Viewer..................................................................................................... 256
Xyberview.................................................................................................................... 257
Liteye – 400 ................................................................................................................. 258
ProView SL35 Monocular ........................................................................................... 259
Cy Visor....................................................................................................................... 260
eShades ........................................................................................................................ 261