006 Spezielle Computerverfahren
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The detection of human skin in images is a very desirable feature for applications such as biometric face recognition, which is becoming more frequently used for, e.g., automated border or access control. However, distinguishing real skin from other materials based on imagery captured in the visual spectrum alone and in spite of varying skin types and lighting conditions can be dicult and unreliable. Therefore, spoofing attacks with facial disguises or masks are still a serious problem for state of the art face recognition algorithms. This dissertation presents a novel approach for reliable skin detection based on spectral remission properties in the short-wave infrared (SWIR) spectrum and proposes a cross-modal method that enhances existing solutions for face verification to ensure the authenticity of a face even in the presence of partial disguises or masks. Furthermore, it presents a reference design and the necessary building blocks for an active multispectral camera system that implements this approach, as well as an in-depth evaluation. The system acquires four-band multispectral images within T = 50ms. Using a machine-learning-based classifier, it achieves unprecedented skin detection accuracy, even in the presence of skin-like materials used for spoofing attacks. Paired with a commercial face recognition software, the system successfully rejected all evaluated attempts to counterfeit a foreign face.
This work addresses the issue of finding an optimal flight zone for a side-by-side tracking and following Unmanned Aerial Vehicle(UAV) adhering to space-restricting factors brought upon by a dynamic Vector Field Extraction (VFE) algorithm. The VFE algorithm demands a relatively perpendicular field of view of the UAV to the tracked vehicle, thereby enforcing the space-restricting factors which are distance, angle and altitude. The objective of the UAV is to perform side-by-side tracking and following of a lightweight ground vehicle while acquiring high quality video of tufts attached to the side of the tracked vehicle. The recorded video is supplied to the VFE algorithm that produces the positions and deformations of the tufts over time as they interact with the surrounding air, resulting in an airflow model of the tracked vehicle. The present limitations of wind tunnel tests and computational fluid dynamics simulation suggest the use of a UAV for real world evaluation of the aerodynamic properties of the vehicle’s exterior. The novelty of the proposed approach is alluded to defining the specific flight zone restricting factors while adhering to the VFE algorithm, where as a result we were capable of formalizing a locally-static and a globally-dynamic geofence attached to the tracked vehicle and enclosing the UAV.
Most VE-frameworks try to support many different input and output devices. They do not concentrate so much on the rendering because this is tradi- tionally done by graphics workstation. In this short paper we present a modern VE framework that has a small kernel and is able to use different renderers. This includes sound renderers, physics renderers and software based graphics renderers. While our VE framework, named basho is still under development we have an alpha version running under Linux and MacOS X.
Kleinere, günstigere und effizientere Sensoren und Aktoren sowie Funkprotokolle haben dazu geführt, dass Smart Home Produkte in zunehmend auch für den privaten Massenmarkt erschwinglich werden. Damit stehen Hersteller und Anbieter vor der Herausforderung, komplexe cyber-physische Systeme für Jedermann handhabbar zu gestalten. Es fehlen allerdings empirische Erkenntnisse über die Rolle von Smart Home im Alltag. Wir präsentieren Ergebnisse aus einer Living Lab Studie, in der 14 Haushalte mit einer am Markt erhältlichen Smart Home Nachrüstlösung ausgestattet und über neun Monate empirisch begleitet wurden. Anhand der Analyse von Interviews, Beobachtungen und Co-Design Workshops in den Phasen der Produktauswahl, Installation, Konfiguration und längerfristigen Nutzung zeigen wir Herausforderungen und Potentiale von Smart Home Systemen auf. Unsere Erkenntnisse deuten darauf hin, dass das Smart Home immer noch von technischen Details dominiert wird. Zugleich fehlen Nutzern angemessene Steuerungs- und Kontrollmöglichkeiten, um weiterhin die Entscheidungshoheit im eigenen Zuhause zu behalten.
Getrieben durch kleiner und günstiger werdende Sensoren und der damit verbundenen Messbarmachung immer weiter reichender Teile des Alltages, hat sich die Gestaltung von Verbrauchsvisualisierunen bzw. Verbrauchsfeedbacksystemen zur Unterstützung von nachhaltigem Verhalten zu einem sehr aktiven Forschungsfeld entwickelt.
UX-Professionals stehen vor der Aufgabe ihre Fertigkeiten und Kenntnisse kontinuierlich auszubauen. Eine Möglichkeit dies zu tun sind Communities of Practice, also Gemeinschaften von Personen mit ähnlichen Aufgaben und Schwerpunkten sowie einem gemeinsamen Interesse an Lösungen. Sie agieren weitgehend selbstorganisiert und dienen dem Austausch und der gegenseitigen Unterstützung. So entstehen ein gemeinsamer Wissensschatz sowie ein Netzwerk zwischen allen UX-Interessierten. Der Aufbau einer Community of Practice für UX-Professionals wurde in einem mittelständigen Unternehmen über 18 Monate begleitet und ausgewertet. Die Ergebnisse führten zu Handlungsempfehlungen, um Hindernisse beim Aufbau zu reduzieren und einen Mehrwert für alle Beteiligten herbeizuführen.
Die Forschung zur kontrovers diskutierten Robotik in der Pflege und Begleitung von Personen mit Demenz steht noch am Anfang, wenngleich bereits erste Systeme auf dem Markt sind. Der Beitrag gibt entlang beispielhafter, fallbezogener Auszüge Einblicke in das laufende multidisziplinäre Projekt EmoRobot, das sich explorativ und interpretativ mit der Erkundung des Einsatzes von Robotik in der emotionsorientierten Pflege und Versorgung von Personen mit Demenz befasst. Fokussiert werden dabei die je eigenen Relevanzen der Personen mit Demenz.
This paper introduces FaceHaptics, a novel haptic display based on a robot arm attached to a head-mounted virtual reality display. It provides localized, multi-directional and movable haptic cues in the form of wind, warmth, moving and single-point touch events and water spray to dedicated parts of the face not covered by the head-mounted display.The easily extensible system, however, can principally mount any type of compact haptic actuator or object. User study 1 showed that users appreciate the directional resolution of cues, and can judge wind direction well, especially when they move their head and wind direction is adjusted dynamically to compensate for head rotations. Study 2 showed that adding FaceHaptics cues to a VR walkthrough can significantly improve user experience, presence, and emotional responses.
Foreword to the Special Section on the Symposium on Virtual and Augmented Reality 2019 (SVR 2019)
(2020)
Kollaborative Industrieroboter werden für produzierende Unternehmen immer kosteneffizienter. Während diese Systeme für den menschlichen Mitarbeiter eine große Hilfe sein können, stellen sie gleichzeitig ein ernstes Gesundheitsrisiko dar, wenn die zwingend notwendigen Sicherheitsmaßnahmen nur unzureichend umgesetzt werden. Herkömmliche Sicherheitseinrichtungen wie Zäune oder Lichtvorhänge bieten einen guten Schutz, aber solch statische Schutzvorrichtungen sind in neuen, hochdynamischen Arbeitsszenarien problematisch.
Im Forschungsprojekt BeyondSPAI wurde ein Funktionsmuster eines Multisensorsystems zur Absicherung solcher dynamischer Arbeitsszenarien entworfen, implementiert und im Feld getestet. Kern des Systems ist eine robuste optische Materialklassifikation, die mit Hilfe eines intelligenten InGaAs-Kamerasystems Haut von anderen typischen Werkstückoberflächen (z.B. Holz, Metalle od. Kunststoffe) unterscheiden kann. Diese einzigartige Eigenschaft wird genutzt, um menschliche Mitarbeiter zuverlässig zu erkennen, so dass ein konventioneller Roboter in Folge als personenbewusster Cobot arbeiten kann.
Das System ist modular und kann leicht mit weiteren Sensoren verschiedenster Art erweitert werden. Es kann an verschiedene Marken von Industrierobotern angepasst werden und lässt sich schnell an bestehenden Robotersystemen integrieren. Die vier vom System bereitgestellten Sicherheitsausgänge können dazu verwendet werden - abhängig von der durchdrungenen Überwachungszone - entweder eine Warnung auszugeben, die Bewegung des Roboters auf eine sichere Geschwindigkeit zu verlangsamen, oder den Roboter sicher anzuhalten. Sobald alle Zonen wieder als „eindeutig frei von Personen“ identifiziert sind, kann der Roboter wieder beschleunigen, seine ursprüngliche Bewegung wiederaufnehmen und die Arbeit fortsetzen.