An der ETH Zürich wird ein Augmented Reality Research Hub (ETHAR) eröffnet, an dem auch eng mit Google zusammengearbeitet wird. Geleitet wird er von den ETH-Informatikprofessoren Christian Holz und Thomas Hofmann. Der Hub soll als Netzwerk für interdisziplinäre Forschung dienen, mit dem Ziel wissenschaftliche Veröffentlichungen, Open-Source-Systeme und neue Datensätze zu produzieren. Google unterstützt jährlich 10 bis 05 Projekte, die im Hub realisiert werden, und arbeitet eng mit den Forschenden der ETH Zürich zusammen.

Christian Holz, was versteht man unter Augmented Reality eigentlich? Die Vision von Augmented Reality ist älter als man denkt. Ivan Sutherland, ein Pionier der Computergrafik, veröffentlichte vor 60 Jahren bereits sein Konzept des ‘Ultimate Displays’, also eines Computer-Displays, welches alle unsere menschlichen Sinne bedient. Heutzutage geht es allgemein darum, neue Dimensionen der Wirklichkeit zu erschliessen, zum Beispiel mit intelligenten und interaktiven Brillen, welche die Wahrnehmung von Menschen erweitern und verbessern können.

Täuscht der Eindruck oder steht Augmented Reality noch am Anfang? Mit unseren Smartphones leben wir in gewisser Weise schon längst in einer angereicherten Realität, weil wir ihre Dienste täglich verwenden. Aber die Technologie und die Schnittstellen zwischen der reellen und der virtuellen Welt entwickeln sich weiter: wir nutzen heute auch interaktive Uhren, um Nachrichten abzurufen oder Anrufe zu tätigen, und in der Zukunft Brillen, die solche Nachrichten anzeigen können.

Welche Themen werden Sie im neuen Hub erforschen? Mit den herkömmlichen Geräten haben die Schnittstellen zwischen Realität und Virtualität reibungslos funktioniert: Wenn ich auf meiner Laptop-Tastatur eine Taste drücke, so erscheint der Buchstabe entsprechend im virtuellen Dokument auf dem Bildschirm. In Augmented Reality hingegen sind die virtuellen Inhalte direkt in meine physische Umgebung eingebettet – die Tastatur erscheint auf dem Tisch vor mir, das Dokument schwebt daneben in der Luft. Aber wie kann das System die Welt um mich herum erkennen und verstehen? Woher weiss es, wo meine Hand ist und ob ich gerade tippe oder nur gestikuliere? Und wie können wir ganze virtuelle Menschen und 3D-Objekte in der Welt einbetten, so dass sie so täuschend echt wirken und wir plausibel mit ihnen reagieren können? Das sind zentrale Forschungsfragen, die wir im Hub angehen wollen.

Was sind die Voraussetzungen dafür, dass dies gelingt? Heute erwarten wir von der Technik, dass wir sie von überall nutzen können, komplett mobil und am besten leicht und alltagsfähig. Eine grosse Herausforderung für zukünftige Plattformen wird weiterhin die Miniaturisierung der Hardware und die Erweiterung der Laufzeitfähigkeit sein. Ein weiteres Problem stellt die Grafikgenerierung dar. Im Hub erforschen wir deshalb unter anderem, wie sich Szenen und Objekte in Echtzeit in 3D erfassen, rekonstruieren und korrekt darstellen lassen. Auch Mensch-Objekt-Interaktion und Aktivitätserkennung sind grosse Herausforderungen.

Warum sind diese Schnittstellen zwischen Mensch und Gerät so wichtig? Nicht nur das AR-Gerät selbst, sondern auch der Umgang damit muss gesellschaftstauglich sein. Interaktive Schnittstellen konstituieren nicht nur die Erfahrung der einzelnen Person, sondern auch die des Miteinanders. Der bekannte US-Informatiker Mark Weiser sagte voraus, dass die tiefgreifendsten Technologien diejenigen seien, die verschwinden. Sie würden sich so ins Gewebe des täglichen Lebens einweben, bis sie nicht mehr davon zu unterscheiden seien. Die Bedienung der Technologien muss dafür in Einklang mit unserem alltäglichen Verhalten gebracht werden. Intelligente Systeme müssen zudem unsere Aktionen auseinanderhalten und interpretieren können. Genau daran forscht meine Gruppe. Um das zu erreichen, entwickeln wir auch KI-basierte Methoden, die das viel schneller und effizienter erledigen können. (Doris Lujanovic / ETH News)