Futur 3/2011: Kunst - Kultur - Produktion

Mitteilungen aus dem Produktionstechnischen Zentrum Berlin

FUTUR

Vision Innovation Realisierung

Kunst – Kultur – Produktion

Babylonischer Schatz in Scherben Sketching in Space

3-D-Rekonstruktion von Tontafeln

Freihändiges Modellieren in Virtuellen Umgebungen

Inhalt Impressum Futur 3/2011 13. Jahrgang ISSN 1438-1125 Herausgeber Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Mitherausgeber Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger Prof. Dr.-Ing. Kai Mertins Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin Chefredaktion Steffen Pospischil Redaktion, Gestaltung und Produktion Claudia Engel, Ina Roeder, Katharina Strohmeier Kontakt Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Institutsleitung Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Pascalstraße 8-9 10587 Berlin Telefon +49 30 39006-140 Fax +49 30 39006-392 info@ipk.fraunhofer.de http://www.ipk.fraunhofer.de

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Automatisiert puzzeln – die Rekonstruktion zerstörter Stasi-Akten

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Digitale Bestands- und Kultur­erhaltung

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Wiederherstellung altägyptischer Papyri und Textträger

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Kölner Stadtarchiv – Rettungsaktion für deutsches Schriftgut

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Babylonischer Schatz in Scherben – 3-D-Rekonstruktion von Tontafeln

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Automatisches Bilderkennungssystem für die Kunstdatenbankrecherche

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Innovation für industrielle Bildverarbeitung und Messtechnik

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Sketching In Space – Freihändiges Modellieren in Virtuellen Umgebungen

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Robotereinsatz in der Natursteinbearbeitung

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Heile Schienen, sicherer Verkehr

24 Interview 26 Kooperation 28

Partnerunternehmen

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Laborporträt

30

Ereignisse und Termine

35 Terminkalender

Herstellung Heenemann Druck GmbH Fotos arvato: 28 Gerold Baumhauer: 20 Fraunhofer IPK mit freundlicher Genehmigung des Instituts für Altorientalistik der Freien Universität Berlin: 1, 13 Konstantin Heß: 34 Ibero-Amerikanisches Institut, Stiftung Preußischer Kulturbesitz: 6, 7 Staatliche Museen zu Berlin, Ägyptisches Museum und Papyrussammlung, Myriam Krutzsch: 9 Steffen Pospischil: 3, 31 (oben), 33 Klaus Seidt: 27 Katharina Strohmeier: 25, 30, 30/31 Wieser-Verlag: 33

© Fraunhofer IPK Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit vollständiger Quellenangabe und nach Rücksprache mit der Redaktion.

Belegexemplare werden erbeten.

FUTUR 3/2011

Editorial

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

Kunst und Technik scheinen auf den ersten Blick nicht viel miteinander gemein zu haben: Hier Kreativität, dort Fakten, hier Freigeist, dort Analytiker. Diese Einteilung der Welt in einen romantischen und einen wissenschaftlichen Bereich ist allerdings ein Phänomen der Moderne.

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

War Wolfgang von Goethe Poet oder Naturwissenschaftler? Was war Leonardo da

Produktentstehung« haben wir sogar ein

Vinci, wenn nicht Ingenieur und Bildhauer,

ganz neues Medium für Designer entwi-

Mechaniker und Maler in einem? Und wie

ckelt: Sie skizzieren dreidimensional in einen

brilliant spielten das Technische und das

virtuellen Raum.

Künstlerische in den Werken beider Männer zusammen! Man könnte wohl sagen, es

Die Begeisterung, mit der unsere Ent-

war gerade diese Kombination, die ihre

wicklungen von aktiven Künstlern aufge-

Genialität ausmachte.

nommen werden, zeigen, dass Kunst und Technik eine fruchtbare Verbindung einge-

Kunst und Technik – beides erfordert

hen können und auch sollten. Es gibt viel

Vorstellungskraft und einen Sinn fürs

voneinander zu lernen. Denn auch unsere

Wesentliche, Abstraktionsvermögen und

Systeme wären nicht so leistungsstark, wie

einen Blick fürs Detail gleichermaßen. Am

sie es heute sind, wenn unsere Partner nicht

Fraunhofer IPK glauben wir, dass es an

mit immer neuen kunstspezifischen Frage-

der Zeit ist, die künstliche Trennung dieser

stellungen an uns herangetreten wären.

beiden großen gesellschaftlichen Bereiche zu überwinden. Im Projekt Robinstone

Kunst ist ein aufregendes und faszinie-

nutzen wir beispielsweise Industrieroboter

rendes Anwendungsfeld für Ingenieure,

zur groben Vorbearbeitung von Sandstein,

wenn auch kein neues. Ich lade Sie ein,

damit sich der Bildhauer ganz auf die

mich in dieses faszinierende künstlerisch-

Feinarbeit konzentrieren kann. Mit unserer

technische Feld zu begleiten. Als Transport-

automatisierten Rekonstruktionstechnik

mittel empfehle ich Ihnen das Kulturgut,

setzen wir zertrümmerte Keilschrifttafeln

das sie bereits in Händen halten: die FUTUR.

aus dem alten Babylon und stark beschädigte Handschriften großer Dichter wieder zusammen. Im Geschäftsfeld »Virtuelle

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Forschung und Entwicklung

Stasi-Puzzle

Automatisiert puzzeln – die Rekonstruktion zerstörter Stasi-Akten Im April 2007 erhielt das Fraunhofer IPK vom Beschaffungsamt des Bundesministeriums des Innern (BMI) den Forschungsauftrag ein Verfahren zu entwickeln, mit dem zerrissene Unterlagen des Ministeriums für Staatssicherheit (MfS) der ehemaligen DDR virtuell rekonstruiert werden können. Bis Ende 2013 sollen in einem Pilotsystem 400 von insgesamt etwa 15 000 Säcken zerstörter Stasi-Dokumente verarbeitet werden. Jetzt steht das in verschiedene Entwicklungsstufen gegliederte Pilotprojekt vor einem entscheidenden Meilenstein: 2012 soll mit der Rekonstruktion des Inhalts der ersten Säcke begonnen werden. Bis zum Abschluss der Pilotphase werden dann etwa 15 Millio­nen von insgesamt 600 Millionen Schnipseln das System durchlaufen.

►►Das Pilotsystem im Überblick Am Anfang steht die Digitalisierung der Papierschnipsel. Bevor sie gescannt werden können, sind in der Regel vorbereitende Arbeitsschritte erforderlich. Die Schnipsel müssen vereinzelt, wenn nötig gesäubert und geglättet sowie von Fremdobjekten wie beispielsweise Büro- oder Heftklammern getrennt werden.

Im Anschluss an die Digitalisierung findet die virtuelle Wiederherstellung der zerrissenen Unterlagen im so genannten »ePuzzler« statt. Die vom Fraunhofer IPK entwickelte modulare Rekonstruktionssoftware setzt mit Hilfe komplexer adaptiver Algorithmen der Bildverarbeitung und Mustererkennung digitale Schnipsel automatisiert zu vollständigen Objekten zusam-

Vorder- und Rückseite einer Vollrekonstruktion mit rot hervorgehobenem Rissbild.

men. Zudem stellt der ePuzzler einem Bediener diverse und je nach Prozesskontext spezifisch ausgelegte Werkzeuge zur

biger Größe reflexions- und schattenfrei

während des Pilotprojekts fortwährend

Verfügung, mit deren Hilfe fragwürdige

sowie farb- und geometriegetreu beidsei-

angepasst und weiterentwickelt.

Puzzleergebnisse geprüft oder Rekonst-

tig und pixelgenau maskierbar erfassen.

ruktionsvorschläge der Software interaktiv

Feinste Zusammenhänge zwischen zusam-

►►ePuzzler

gepuzzelt werden können.

mengehörigen Schnipseln, wie eine identi-

Der ePuzzler ist das Herzstück des Systems

sche Färbung oder Textur, müssen bei der

und gliedert sich in die drei Hauptkompo-

►►Digitalisierung

Rekonstruktion identifizierbar sein. Zudem

nenten Merkmalsextraktion, Suchraumre-

An die Digitalisierung werden sehr hohe

darf das Scangut bei einem Durchsatz von

duktion und Matcher. Die Komponenten

Anforderungen gestellt, damit die Schnip-

täglich tausenden von Schnipseln physisch

sind durch ein komplexes Softwareframe-

sel später im Prozess fehlerfrei zusammen-

nur minimal belastet werden. In Koopera-

work in einen kontextsensitiven, nicht-

gesetzt werden können. Die verwendeten

tion mit verschiedenen Scanner-Herstellern

deterministischen Workflow eingebettet.

Scanner müssen Fragmente nahezu belie-

werden deshalb die verwendeten Geräte

Der ePuzzler entscheidet anhand einer

FUTUR 3/2011

Teilansichten zweier Rekonstruktionsvorschläge für in Stapeln zerrissene Blätter. Risskanten; maskierte Schriftbereiche; pixelgenaue Klassifikation des Schnipselinhalts (Falschfarbdarstellung); Farbbild (von links nach rechts).

Spezielle Aufgabe: geschredderte Dokumente

Vielzahl von Merkmalen, ob zwei Schnip-

Da der ePuzzler die Texte auf den Schnip-

sel zusammenpassen oder nicht. Ausge-

seln nicht lesen, d. h. den Inhalt nicht in-

wählte Merkmale werden außerdem dazu

terpretieren kann – dies ist technisch auf-

Bei der virtuellen Rekonstruktion geschred-

genutzt, durch Methoden der intelligenten

grund der extremen Vielfalt verschiedener

derter Dokumente stehen die Verfahren zur

Suchraumreduk­tion den kombinatorischen

Handschriften auf den MfS-Unterlagen

Merkmalsextraktion und zum »Matching«

Aufwand beim Puzzeln zu reduzieren.

nicht möglich – ist der maximal zu erzie-

vor extremen Herausforderungen: Die Frag-

Dafür werden aussichtsreiche Puzzlekandi-

lende Automatisierungsgrad begrenzt.

mente haben eine uniforme Kontur, sodass

daten in Untermengen zusammengefasst,

Deshalb konzentrieren sich die Arbeiten

sich die Rekonstruktion nur auf inhaltliche

innerhalb derer dann das »Matchen«

zum Abschluss der Entwicklungs­phase

Merkmale und Farbverläufe stützen kann.

stattfindet. Stimmen die Merkmale zweier

auf die Implementierung einer System-

Zudem sind die Fragmente nur wenige Milli-

Teile entlang ihrer Risskanten überein, wird

komponente, mit der grenzwertige Fälle

meter breit und einige Zentimeter lang – die

die Paarung digital verklebt und bei der

von in Stapeln zerrissenen Blätter interak-

inhaltlichen Merkmale müssen deshalb aus

weiteren Rekonstruktion als neuer Schnip-

tiv rekonstruiert werden können.

nur wenigen Pixeln abgeleitet werden. Daher wird bei der Schredder-Rekonstruktion

sel berücksichtigt.

►►Archivierung

darauf verzichtet, den Inhalt in naheliegen-

Zu Beginn der Entwicklungsarbeiten wurde

Die virtuelle Rekonstruktion zerrissener

de Klassen wie »Schrift« oder »Linierung«

im ePuzzler zunächst eine Basisprozess-

MfS-Unterlagen resultiert in einer großen,

einzuordnen. Stattdessen werden sämtliche

kette implementiert, die in der Lage war,

weitgehend unstrukturierten Ansamm-

Elemente auf einem Streifen – einschließlich

kleine Datensätze niedriger Varianz zu

lung einzelner digitaler Dokumentensei-

der Papierfarbe – als geometrische Objekte

rekonstruieren. Aufgrund der sehr großen

ten. Die Einzelseiten müssen jedoch vor

behandelt. Anhand ihrer Verteilung werden

Anzahl und in ihrer Ausprägung enorm

ihrer inhaltlichen Auswertung zu Doku-

nach Regeln des binären »Stringmatchings«

vielfältigen Schnipsel wurden in den

menten und diese Dokumente zu Akten

und der Wahrscheinlichkeit mutmaßlich

folgenden Projektphasen die Verfahren

gruppiert werden. Dieser als Formierung

passende Nachbarn mathematisch ermit-

des ePuzzlers immer feiner granuliert

bezeichnete Vorgang wird derzeit hän-

telt. Das Ergebnis ist damit geometrisch

und das Framework auf die performante

disch durchgeführt und ist sehr zeitin-

naheliegend, aber nicht unbedingt inhaltlich

Verarbeitung immer größerer Datenmen-

tensiv. 2010 hat der Deutsche Bundestag

korrekt. Deshalb werden Schredder-Rekon-

gen ausgelegt. Bildlich gesprochen sieht

entschieden, den Forschungsauftrag der

struktionen derzeit stets von einem men-

der ePuzzler mit Abschluss jeder Entwick-

virtuellen Rekonstruktion auszuweiten.

schlichen Betrachter überprüft.

lungsstufe immer mehr Details. Bei in

Das Fraunhofer IPK hat daher 2011 im

Stapeln zerrissenen Blättern z. B. reicht

Rahmen eines Erweiterungsauftrags

die alleinige Verwendung von Risskanten-

mit der Analyse und Entwicklung von

Ihre Ansprechpartner

und Schriftmerkmalen nicht mehr für eine

Methoden begonnen, die den Prozess der

Dr.-Ing. Bertram Nickolay

automatische Entscheidung aus. Erst nach

Aktenformierung bis zu einem gewis-

Telefon +49 30 39006-201

Einbeziehung verschiedenster inhaltlicher

sen Grad automatisieren und in einer

bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Merkmale erkennt der ePuzzler hier kor­

»IT-gestützten Formierung« eingesetzt

rekte Paarungen und setzt sie automa-

werden können.

tisch zusammen.

Dipl.-Ing. Jan Schneider Telefon +49 30 39006-203 jan.schneider@ipk.fraunhofer.de

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Forschung und Entwicklung

Sisyphus II

Digitale Bestands- und Kultur­erhaltung Bibliotheken, Archive und Museen beherbergen Kulturgüter von unschätzbarem Wert. Archäologische, geschichtliche, literarische, künstlerische und wissenschaftliche Artefakte und Dokumente werden hier aufbewahrt und einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Angesichts ihrer enormen Vielzahl und Vielschichtigkeit wird die digitale Aufbereitung vor allem von gedrucktem Kulturgut immer aktueller. Im Rahmen einer Konzeptstudie untersuchten Wissenschaftler des Fraunhofer IPK jetzt erstmals gemeinsam mit dem Ibero-Amerikanischen Institut Preußischer Kulturbesitz und der Firma »arvato services« die Voraussetzungen, unter denen anspruchsvolle Digitalisierungsvorhaben in Informationseinrichtungen durchgeführt werden können.

In Deutschland gehört die Digitalisierung

In einer »Konzeptstudie zur digitalen

von gedrucktem Kulturgut bereits zum

Bestands- und Kulturerhaltung« konzen-

Alltag in den großen Staats- und Landes­

trierten sich die Partner vor allem auf die

bibliotheken und -archiven. Aber auch in

derzeit verfügbare Digitalisierungstechno-

den Magazinen kleinerer und mittlerer

logie, d. h. die verschiedenen Hard- und

Bibliotheken und Archive lagert wertvolles

Softwarelösungen auf dem Markt. zeitintensiver und intellektuell geprägter

Material. Für diese Einrichtungen ist Digitalisierung eine besondere Herausforderung.

Die Studie ergab, dass kleinere und mitt-

Prozess, der durch die Entwicklung IT-ge-

Zwar sind ihre Bestandszahlen insgesamt

lere Einrichtungen ähnliche Ansprüche an

stützter Dokument­interpretationssysteme

kleiner, jedoch weisen sie eine ganz ähnli-

die Qualität der Digitalisierung ihrer Be-

signifikant optimiert werden kann. Durch

che Vielfalt an Medien, Materialarten und

stände haben wie die großen Einrichtun-

den Einsatz von Methoden der Bildverar-

Formaten auf wie ihre großen Verwand-

gen. Allerdings fehlen ihnen oft die finan­

beitung und Muster­erkennung können

ten. Aufgrund mangelnder finanzieller

ziellen Mittel, um die nötige Hard- und

kontextbeschreibende Merkmale berech-

Ressourcen fehlt es ihnen häufig jedoch

Software für eine große Materialvielfalt

net und beispielsweise für Wordspotting-

an Personal und geeigneter Technik, um

vorzuhalten sowie die nötigen Standards

Techniken verwendet werden. Mit Hilfe

die Grundbedingungen für qualitativ

für die Prozessabfolge zu gewährleisten.

der Entwicklung derartiger Werkzeuge

hochwertige Digitalisierungen – mehrere

Die Fraunhofer-Forscher schlagen deshalb

sollen einzelne Komponenten von Doku-

Scangeräte für unterschiedliche Material-

vor, sowohl innovative Werkzeuge für die

menten nicht nur erkannt, sondern auch

arten, verschiedene Softwarelösungen und

Optimierung des Digitalisierungsprozesses

interpretiert werden.

geschulte Mitarbeiter – zu erfüllen. Dieser

zu entwickeln, als auch digitale Informa-

Umstand hindert kleinere Einrichtungen

tionen für die Kommunikation zwischen

Damit es maximale automatische, intel-

daran, Digitalisierungsvorhaben nach dem

Kultureinrichtungen, Anbietern von Scan-

ligente und assistierende Unterstützung

Vorbild der großen Digitalisierungszentren

technologien und Digitalisierungsdienst-

bieten kann, muss ein System für die

durchzuführen.

leistern zu schaffen.

Metadatengenerierung und Qualitätskontrolle unterschiedliche Lösungsansätze

Fraunhofer IPK, das Ibero-Amerikanische Institut Preußischer Kulturbesitz (IAI) und

►►Metadatengenerierung und Qualitätskontrolle

verfolgen können. Es muss in der Lage sein, Metadaten und digitale Signaturen

arvato services haben deshalb in einer

Kern ihres Konzepts ist ein System zur

im System zu erkennen, zu suchen und

Forschungskooperation die Voraussetzun-

automatisierten, assistierenden und

zu importieren oder Metadaten je nach

gen für die Umsetzbarkeit von Digitalisie-

intelligenten Metadatengenerierung

Medienart und -standard extrahieren

rungsvorhaben in kleineren und mittleren

und Qualitätskontrolle. Die Generierung

können. Außerdem soll das System die

Informationseinrichtungen untersucht.

nachhaltiger Metadaten ist bis heute ein

intellektuelle Erschließung der digitalen

FUTUR 3/2011

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Gedrucktes Kulturgut aus den Beständen des Ibero-Amerikanischen Instituts Stiftung Preußischer Kulturbesitz.

►►Mehr Information für die Planung

Buchempfehlung

von Digitalisierungsprojekten Abgesehen von den finanziellen Mitteln

In ihrem Handbuch »Einführung in die

für die Anschaffung von Hard- und Soft-

Digitalisierung von gedrucktem Kulturgut«

ware mangelt es den meisten kleineren

geben Fraunhofer IPK und das Ibero-Ameri-

und mittleren Bibliotheken und Archiven

kanische Institut Preußischer Kulturbesitz

Inhalte unterstützen, um die Leistung der

an Informationen. Das erschwert sowohl

(IAI) einen Überblick darüber, wie gedruck-

Bearbeiter zu steigern und die Qualität

die eigene Planung von Digitalisierungs-

tes Kulturgut durch Digitalisierung geschützt

der Ergebnisse bei der Durchführung

vorhaben, als auch die Kommunikation

und zugänglich gemachlicht werden kann.

mechanischer, aufwändiger und sich

mit Dienstleistern und Anbietern von

Die Autoren stellen die einzelnen Phasen

wiederholender Aufgaben zu verbessern.

Scantechnologien. Allzu häufig stützen

des Digitalisierungsprozesses vor und liefern

Darüber hinaus müssen seine einzelnen

sich Planungen und Anfragen auf zu

weitere, ergänzende Informationen für

Komponenten an die speziellen Anforde-

wenig fundierte bzw. auf zwar zusam-

die detaillierte Beschäftigung mit diesem

rungen kleiner und mittlerer Informati-

mengestellte, aber nicht ausreichend

Thema.

onseinrichtungen anpassbar sein.

reflektierte Informationen. Die Einrichtungen wissen oft nicht genau genug, was

Einführung in die Digitalisierung von

Für die automatische Qualitätskontrolle

sie im Detaill von ihrem eigenen Digitali-

gedrucktem Kulturgut: ein Handbuch für

werden die Metadaten kontinuierlich mit

sierungsprojekt erwarten (können).

Einsteiger. Ibero-Amerikamisches Institut, Preußischer Kulturbesitz, IAI PK; Fraunhofer-

den gängigen Standards abgeglichen und etwaige Variationen gemeldet. Darüber

Um dieses Informationsdefizit zu be-

Institut für Produktionsanlagen und

hinaus muss das System adaptiv ausge-

heben, haben die Wissenschaftler von

Konstruktionstechnik IPK. Weymann, Anna,

legt sein, um in der Lage zu sein, von

Fraunhofer IPK und IAI die Ergebnisse

Rodrigo A. Luna Orozco, Christoph Müller,

menschlichen Entscheidungen zu lernen

ihrer Konzeptstudie in einem Hand-

Bertram Nickolay, Jan Schneider, Kathrin

und das Erlernte für die weitere automa-

buch veröffentlicht und im Internet frei

Barzik, Berlin 2010, 116 Seiten, ISBN 978-3-

tische Erschließung intelligent anzuwen-

zugänglich zur Verfügung gestellt. Damit

935656-40-5.

den. So soll zukünftig z. B. das auto-

soll die Digitalisierung von gedrucktem

matische Verlinken von Medien und die

Kulturgut auch für Wissensarchive mit be-

Herstellung von Bezügen zwischen den

grenzten Ressourcen zu einer realistischen

dazugehörigen Elementen eine effektive

Option im Rahmen des Bestandsschutzes

Ihr Ansprechpartner

Suche in digitalen Beständen verschie-

und der Verbesserung der Zugänglichkeit

Rodrigo Luna-Orozco

denster Kontexte ermöglichen.

von Informationen werden.

Telefon +49 30 39006-196 rodrigo.lunaorozco@ipk.fraunhofer.de

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Forschung und Entwicklung

Papyrus

Wiederherstellung altägyptischer Papyri und Textträger Papier, Papyrus und Pergament spielen seit Jahrtausenden als Kulturträger eine wichtige Rolle. Werden sie beschädigt, müssen die darauf gespeicherten Informationen meist als verloren gelten. Gemeinsam mit der Ägyptischen Sammlung der Staatlichen Museen zu Berlin plant das Fraunhofer IPK ein einzigartiges Pilotprojekt zur computergestützten Zusammenführung fragmentierter Papyri. Dafür entwickeln die Wissenschaftler ihre Technologie der automatisierten virtuellen Rekonstruktion zu einem assistenzbasierten System weiter, das das Wissen von Experten im Rekonstruktionsprozess nutzt und die physische Rekonstruktion von Kulturgütern ermöglicht.

Die assistenzbasierte virtuelle Rekonstruk-

unerlässlich, um die physische Rekonstruk-

Preußischer Kulturbesitz geplante Pilotpro-

tion ist auf Fragmente ausgelegt, für die

tion erfolgreich auszuführen. So fließen

jekt schafft diese Verbindung von Technik

eine vollautomatisierte Wiederherstellung

z. B. Angaben über den Fundort, das Alter

und menschlichem Erfahrungswissen.

technisch nicht möglich ist. Die aktive

oder zeitgenössische Besonderheiten von

Dafür werden zunächst historisch einma-

Mitarbeit eines menschlichen Betrachters

Fragementen bereits als a priori Wissen

lige Papyri aus dem mittelägyptischen Ort

ist hier zwingend erforderlich, um Inhalte

über Metainformationen in die virtuelle

»el-Hibe« ausgewählt. Dabei handelt es

zunächst virtuell wiederherzustellen. Das

Rekonstruktion ein. Darüber hinaus kön-

sich um Archivalien und Geschäftsbriefe,

Ergebnis einer solchen virtuellen Rekonst-

nen während des Prozesses der virtuellen

die um 1070 bis 946 v. Chr. in hieratischer

ruktion dient dann als Vorlage für die an-

Rekonstruktion Teilergebnisse auftreten,

Schrift geschrieben wurden. Diese hoch-

schließende manuelle Rekonstruktion oder

die nur ein Restaurator oder Archivar

gradig beschädigten Papyri per Hand zu

Restaurierung der Artefakte. Derartige Pro-

korrekt auswerten kann. Das können etwa

rekonstruieren, ist aufgrund der giganti-

zesse stellen jedoch hohe Anforderungen

inhaltliche Merkmale sein, die auf kleinen

schen Menge kleinster Fragmente in über-

an den Workflow vor der Digitalisierung

Fragmenten nicht, sehr wohl aber auf

schaubarer Zeit nicht möglich. Das neue

sowie nach der virtuellen Rekonstruktion.

größeren Teilrekonstruktionen mehrerer

System zur computergestützten Restaurati-

Fragmente sichtbar sind. Der Computer

on fragmentierter altägyptischer Texte soll

Für die physische Wiederherstellung

kann dieses auf langjähriger Erfahrung

den Rekonstruktions- und anschließenden

vorab digitalisierter Objekte benötigen

basierende Expertenwissen nicht abbilden.

Restaurierungsprozess erheblich beschleu-

die Fraunhofer-Wissenschaftler nicht

Um hohe Rekonstruktionsraten zu erzie-

nigen und die Dokumente damit für die

nur technische Unterstützung, wie ein

len, ist es jedoch unabdingbar.

Wissenschaft erstmalig erschließbar, lesbar

leistungsfähiges Tracking-System. Je nach

und publizierbar machen.

Aufgabenstellung ist außerdem Experten-

Das gemeinsam von Fraunhofer IPK und

wissen von Restauratoren und Archivaren

der Ägyptischen Sammlung der Stiftung

Ihre Ansprechpartner Dr.-Ing. Bertram Nickolay Telefon +49 30 39006-201 bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Dipl.-Ing. Jan Schneider Telefon +49 30 39006-203 jan.schneider@ipk.fraunhofer.de

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FUTUR 3/2011

Dr. Friederike Seyfried, Direktorin der Ägyptischen Sammlung der Staatlichen Museen zu Berlin, plant gemeinsam mit dem Fraunhofer IPK das einzigartige Pilotprojekt zur computergestützten Zusammenführung fragmentierter Papyri.

Was versprechen Sie sich von diesem Projekt?

Die Papyrussammlung des Ägyptischen Museums wird derzeit von nur einer Restauratorin betreut. Die Zahl der Fragmente, die sie während der restauratorischen Arbeit zusammensetzen kann, ist aus diesem Grunde begrenzt.

Stellen Sie sich den Informationsgewinn vor, wenn man sie mit virtuellen Verfahren unterstützen könnte! Außerdem besitzen wir Konvolute, die auf Sammlungen an mehreren Orten verteilt sind. Wenn man sie zumindest virtuell zusammenführen könnte, wäre das eine große Hilfe für die Forschung.

Warum muss das System expertengestützt sein?

Unsere Restauratorin kennt wie keine andere das hochsensible Material »Papyrus«. Sie kann etwa anhand des Faserverlaufs und der Machart Herkunftsorte und Datierungen der Herstellung näher eingrenzen. Solches Wissen kann man einem Computer kaum beibringen. Daher können wir auf das Expertenwissen des Restaurators – aber auch des Wissenschaftlers, der die Schrift entziffern kann – nicht verzichten. Dieses Wissen wird in die notwendige Softwareentwicklung mit einfließen, kann aber nie ersetzt werden.

Warum reicht bloße virtuelle Rekonstruktion nicht?

Weil wir nicht nur die rekonstruierten Schriften lesen möchten, sondern auch das zusammenhängende Material analysieren sollten. Die Herstellung von Papyrus ist in zeitgenössischen Quellen nicht dokumentiert. Wir können das Verfahren also nur am Material nachvollziehen. Virtuelle Abbilder geben nicht alle Details wieder, wir müssen also die Originale zusammensetzen – zumin­dest den Teil, der bei uns liegt. Auch da wird uns die virtuelle Rekonstruktion hoffentlich eine entscheidende Hilfe sein: Sie dürfte uns zeigen, ob wir überhaupt alle Teile eines Schriftstücks besitzen oder ob wichtige Fragmente davon eventuell zu anderen Sammlungen gehören oder schlicht verloren sind.

Hochgradig beschädigte, aber historisch einmalige Papyri aus der Ägyptischen Sammlung der Stiftung Preußischer Kulturbesitz

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Forschung und Entwicklung

Kölner Dokumente

Kölner Stadtarchiv – Rettungsaktion für deutsches Schriftgut Am 3. März 2009 stürzte das sechsstöckige Archivgebäude des Historischen Archivs der Stadt Köln zusammen mit zwei Nachbargebäuden ein. Bei der Katastrophe wurden etwa 90 Prozent des Archivguts verschüttet und stark beschädigt. Im Auftrag des Kölner Stadtarchivs zeigte das Fraunhofer IPK in einer Machbarkeitsstudie, dass seine Methoden der virtuellen Rekonstruktion prinzipiell angewendet werden können, um die vom Einsturz beschädigten Dokumente auszuwerten.

Ein auf die Bedürfnisse des Stadtarchivs Köln angepasstes, neu zu entwickelndes Rekonstruktions­assistenzsystem könnte weite Teile der historisch bedeutenden Überlieferungen wiederherstellen.

►►Das Milliardenpuzzle Das Stadtarchiv Köln beherbergte zum Zeitpunkt des Einsturzes als größtes deutsches Kommunalarchiv insgesamt 30 Regalkilometer mit bis zu über 1 000 Jahre alten historischen Dokumenten aus unterschiedlichen Materialien und in verschiedenen Formaten. Handschriften von Albertus Magnus, die von immenser Bedeutung für Philosophie und Theologie sind, sowie neuere Dokumente aus dem Nachlass des Literaturnobelpreisträgers Heinrich Böll befanden sich genauso darunter, wie mittelalterliche Briefe, historisch wertvolle Urkunden, Ratsprotokolle, Handschriften, Zeichnungen, Redemanuskripte, Noten­ blätter, Landkarten und Bücher. Diese weltweit einmaligen Kulturgüter wurden

Stichprobenteilmenge der Kölner Fragmente

durch den Einsturz und Grundwasserkontakt zum Teil erheblich beschädigt und zudem völlig aus dem archivischen Kontext

zerstörter zweidimensionaler Kulturgü-

ten Untersuchungen wurde zunächst

gerissen. Das Stadtarchiv Köln steht nun

ter« beauftragt. Dabei sollte festgestellt

die Digitalisierbarkeit der Fragmente mit

vor der schwierigen Herausforderung,

werden, inwieweit bereits am Fraunhofer

unterschiedlichen Aufnahmetechniken

ca. 3 bis 7 Mio. Fragmente zu rekonstruie-

IPK entwickelte Methoden der automa-

analysiert, da eine qualitativ hochwertige

ren, zu restaurieren und den archivischen

tisierten virtuellen Rekonstruktion für die

Digitalisierung die Basis für belastbare

Kontext wiederherzustellen.

Verarbeitung der verschmutzten Frag-

Aussagen über die Machbarkeit bzw. über

mente geeignet sind. Dafür wurde den

die Erfolgsaussichten einer virtuellen Re-

►►Machbarkeitsstudie

Wissenschaftlern eine 1 000 Teile umfas-

konstruktion darstellen. Dabei zeigte sich,

Das Fraunhofer IPK wurde im September

sende repräsentative Stichprobe der Kölner

dass die Anforderungen an die Digitalisie-

2009 vom Stadtarchiv Köln mit einer

Fragmente zur Analyse bereitgestellt.

rung enorm sind: Die Fragmente weisen

»Machbarkeitsanalyse zur Digitalisierung

Im Rahmen der daraufhin durchgeführ-

kein einheitliches Format und sehr variable

FUTUR 3/2011

11

Beispiele für den Beschädigungsgrad der Fragmente

Köln in Berlin

Größen auf. Einige sind fast unversehrt

gen kann auch sein, diese vor der jeweili-

und haben DIN A4-Größe, andere sind

gen Weiterverarbeitung in Untermengen

kaum größer als ein Fingernagel. Zudem

von Fragmenten mit ähnlichen Eigenschaf-

100 Exponate konnten vom 6. März bis zum

ist das Papierg sehr fragil, so dass häufig

ten aufzuteilen. Dazu wurden geeignete

11. April 2010 in der Ausstellung »Köln in

Teilbereiche eines Fragments sprichwörtlich

beschreibende Merkmale der Fragmente

Berlin. Nach dem Einsturz: Das Historische

»am seidenen Faden hängen«.

ermittelt und diese erfolgreich aus den

Archiv« im Berliner Martin-Gropius-Bau

Digitalisaten extrahiert.

bestaunt werden. Darunter waren einzigartike Dokumente wie eine Handschrift von

Im Anschluss an die Digitalisierung wurde die Qualität der Digitalisate hinsichtlich

►►Rekonstruktionsassistenzsystem

Albertus Magnus und ein Privilegbrief des

ihrer Auswertbarkeit im Sinne der au-

Eine manuelle Rekonstruktion der Kölner

Kaisers Friedrich Barbarossa.

tomatisierten virtuellen Rekonstruktion

Sammlung erscheint aufgrund des Zerstö-

evaluiert. Dazu wurden die digitalen

rungsgrads sowie der großen Menge von

Ein Klumpen feucht gepresster Dokumente,

Fragmente u. a. hinsichtlich der Qualitäts-

Fragmenten in naher Zukunft utopisch.

der mehr an ein modernes Kunstwerk erin-

parameter Maß- und Farbtreue analysiert:

Mit Hilfe der am Fraunhofer IPK entwickel-

nerte, als an kostbare historische Original-

Zum einen wurde überprüft, inwieweit

ten Methoden der virtuellen Rekonstruk-

dokumente aus Meisterhand, verdeutlichte

die Geometrie der Originalfragmente bei

tion können die beschädigten Fragmente

den Besuchern die hohen Anforderungen

der Digitalisierung eingehalten wird, zum

ausgewertet werden, was die Grundlage

an die Rekonstruktion der Papiere. Mit

anderen wie detailgetreu die Erfassung

für die dringend notwendigen Restaurie-

dabei war auch eine Ausstellungsfläche

von Farbunterschieden, also Farb- und

rungsarbeiten darstellt. Ein entsprechendes

des Fraunhofer IPK zu den Potenzialen der

Grauwertkontrasten, ist. Außerdem wurde

Assistenzsystem zur Unterstützung der

automatisierten virtuellen Rekonstruktion in

die Auswertbarkeit der Digitalisate durch

physischen Rekonstruktion muss neben

Gesellschaft, Kultur und Wirtschaft.

verschiedene Module der Fraunhofer-Re-

zusätzlichen technischen Lösungen wie

konstruktionstechnologie analysiert. Dazu

einem leistungsfähigen Trackingsystem

gehört beispielsweise eine pixelgenaue

auch die Fachkenntnisse von Archivaren

Segmentierung der Fragmente aus den

oder Restauratoren als Metainformationen

Rohscans. Für jeden Pixel des gescannten

in die virtuelle Rekonstruktion einbinden.

Bildes wird dabei entschieden, ob dieser

Durch ein solches System hätte das Stadt-

zum eigentlichen Objekt oder zum Scan-

archiv Köln die realistische Möglichkeit,

hintergrund gehört.

weite Teile seines historischen Archivguts

Ihr Ansprechpartner

physisch wiederherzustellen.

M. Sc. Dirk Pöhler

Entscheidend für die Qualität der virtuellen

Telefon +49 30 39006-196

Rekonstruktion von großen Fragmentmen-

dirk.poehler@ipk.fraunhofer.de

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Forschung und Entwicklung

Babylon

Babylonischer Schatz in Scherben – 3-D-Rekonstruktion von Tontafeln Anwendungsgebiete für die automatisierte virtuelle Rekonstruktion finden sich nicht nur bei zweidimensionalen Gegenständen wie Papier und Papyrus. Auch die dreidimensionale virtuelle Rekonstruktion von Kunst- und Kulturobjekten hat großes Potenzial vor allem für die Archäologie und Denkmalpflege. Gerade antike Fundstücke sind häufig nur noch in Fragmenten vorhanden. Bis heute werden diese Objekte und Artefakte – wenn überhaupt – in manuellen, nicht-standardisierten Arbeitsprozessen zusammengesetzt. Virtuelle 3-D-Rekonstruktion kann die wissenschaftliche Bearbeitung, adäquate Konservierung und Präsentation der Kulturgüter wesentlich unterstützen.

3-D-Scan einer beschädigten Keilschrifttafel

►►Ein Objekt ist mehr als

Gemeinsam mit dem Vorderasiatischen

gefertigte Tafeln, in die noch im weichen

Museum der Staatlichen Museen zu Berlin

Zustand mittels eines Schreibgriffels

Archäologie und Denkmalpflege bedienen

/ Stiftung Preußischer Kulturbesitz und

Schriftzeichen eingeprägt wurden. Ihre

sich schon lange der Möglichkeit virtueller

dem Institut für Alt­orientalistik der Freien

Maße variieren zwischen wenigen Zenti-

3-D-Darstellung zerstörter Gebäude und

Universität Berlin hat das Fraunhofer IPK

metern und einigen Dezimetern. Weltweit

Objekte für Visualisierungs- und Rekons­

jetzt einen Förderantrag beim Bundes­

beherbergen Museen und Sammlungen

truktionszwecke. Allerdings existiert bisher

ministerium für Bildung und Forschung

Hunderttausende dieser Artefakte – viele

kein Verfahren, um digitalisierte Einzelteile

im Rahmen der Bekanntmachung

davon in kleine und kleinste Fragmente

räumlicher Gegenstände automatisiert zu-

»eHumanities« gestellt, mit der die in-

zerbrochen. Das Vorderasiatische Museum

sammenzusetzen. Rekonstruktion, etwa zur

terdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen

zu Berlin ist im Besitz mehrerer tausend

Präsentation in Museen, ist bisher ein ma-

Geisteswissenschaften und informatik-

Keilschrifttafeln und Fragmente der deut-

nueller Vorgang. Dabei bieten sich automa-

nahen Fächern gefördert werden soll. Im

schen Grabungen in Babylon.

tisierte Rekonstruktions­verfahren gerade im

Projekt »Babylon« wollen sie ein Konvolut

dreidimensionalen Bereich an. Hier haben

zerbrochener babylonischer Keilschriftta-

Restauratoren mit vielen Schwierigkeiten zu

feln aus dem Besitz des Vorder­asiatischen

male strukturierter, beschriebener Ober-

kämpfen: Zum einen müssen die Fragmen-

Museums der Staatlichen Museen zu Berlin

flächen mit der komplexen Situation der

te räumlich angeordnet werden, was nicht

digital erfassen und virtuell rekonstruieren.

Dreidimensionalität des Artefakts. Analy-

die Summe seiner Teile

nur in der praktischen Umsetzung eine

Die Keilschrifttafeln verbinden die Merk-

tisch betrachtet bieten sie somit einen ide-

Herausforderung ist. Häufig ist auch die ur-

►►Babylonische Keilschrifttafeln

alen Zwischenschritt für die Entwicklung

sprüngliche Form des zu rekonstruierenden

Als Referenzkorpus für dieses Vorhaben

von Matching-Verfahren auf dem Weg von

Objektes vorab unbekannt. Zum anderen

dienen altorientalische Keilschrifttexte,

der zweidimensionalen zur dreidimensio-

fallen bei großflächigen Objekten – etwa

eine Artefaktgruppe, die aufgrund ihrer

nalen virtuellen Rekonstruktion.

bei Wandfresken – oder bei umfangreichen

objektspezifischen Merkmale für ein

Ausgrabungen oft große Mengen von Frag-

solches Vorhaben als besonders geeignet

menten an. Mit Hilfe automatisierter vir-

erscheint. Jahrtausendelang nutzte man

►►Prototypische 3-D-Rekonstruktion

tueller Verfahren kann ihre Sortierung und

sie in Alt-Vorderasien als Schriftträger.

Ziel des Projekts ist es, die informations­

Anordnung enorm beschleunigt werden.

Es handelt sich hierbei meist um aus Ton

technologischen und methodisch-

Ein Fenster in die Vergangenheit

systematischen Möglichkeiten zur

rend u. a. auf der Oberflächenbeschaf-

automatisierten virtuellen Rekonstruk-

fenheit der Fragmente das Matchen der

tion von digital erfassten Artefakten zu

Bruchstücke und damit das eigentliche

Wird sie gemeinsam mit Historikern und

erforschen. Auf diese Weise sollen die

(virtuelle) Rekonstruieren stattfindet. Eine

Archäologen entwickelt, ergeben sich für

der Rekonstruktion zu Grunde liegen-

derartige serielle Prozesskette baut auf

die automatisierte virtuelle Rekonstruk-

den heuristischen Prozesse beschrieben

den Erfahrungen des Fraunhofer IPK mit

tion wertvolle Synergieeffekte, meint Prof.

und für die digitale Nutzung aufbereitet

der Rekonstruk­tion zweidimensionaler

Dr. Eva Cancik-Kirschbaum von der Freien

werden. Solche digitalen Artefaktdoku-

Objekte auf.

Universität Berlin im Interview auf Seite 22. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IPK

mentationen könnten weltweit parallel zu Forschungszwecken genutzt werden. Die

Als Ergebnis des Projekts wird ein Proto-

plant sie das hier beschriebene Projekt zur

Wertschöpfung würde dadurch erheblich

typ für automatisierte, computergestützte

Wiederherstellung babylonischer Keilschrift-

gesteigert.

Verfahren zur virtuellen Rekonstruktion

tafeln aus dem Besitz des Vorderasiatischen

fragmentierter dreidimensionaler Objekte

Museums der Staatlichen Museen zu Berlin.

Neben Untersuchungen zur effizienten

aus Beständen der deutschen Grabun-

FUTUR sprach mit Prof. Cancik-Kirschbaum

und vollständigen 3-D-Erfassung soll

gen in Babylon entwickelt werden. Darin

über den Wert der virtuellen Rekonstruktion

dafür auch ein Merkmalskatalog abge-

sollen die Erfahrungen der Projektpartner

für die Altertumsforschung.

leitet werden, der die Dokumentation

gebündelt werden: das Know-how der

erweiterter Metadaten – die über Daten

epigraphischen Erschließung, der Klassi-

der Provenienz hinaus reichen – ermög-

fikation und manuellen Rekonstruktion

licht. Über die manuelle Erfassung und

von Fragmenten auf der einen Seite, das

Speicherung von Merkmalen hinaus soll

Wissen und die Methoden der automati-

die automatische Extraktion von Merk-

sierten Merkmalsextraktion, Klassifikation

Ihr Ansprechpartner

malen aus den Digitalisaten analysiert

und virtuellen Rekonstruktion zweidimen-

Dipl.-Ing. Henry Zoberbier

werden. Diese können dann zusammen

sionaler Objekte auf der anderen.

Telefon +49 30 39006-196

mit den manuell erfassten Merkmalen für

henry.zoberbier@ipk.fraunhofer.de

eine Vorsortierung der Fragmente genutzt werden, bevor im nächsten Schritt basie-

Dipl.-Phys. Thorsten Sy Telefon +49 30 39006-282 thorsten.sy@ipk.fraunhofer.de

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Forschung und Entwicklung

Mobile Kunstfahndung

Automatisches Bilderkennungssystem für die Kunstdatenbankrecherche Kunstraub ist ein immer häufiger auftretendes, weltweites Problem.

Die internationalen Datenbanken gestohlener Kunstwerke sind riesig und unübersichtlich. Kunstfahnder haben es schwer, vor Ort schnell genug an die nötigen Informationen zu gelangen. Hier kommen die modernen Bildauswertungsmethoden des Fraunhofer IPK ins Spiel.

Mit Hilfe der mobilen Kunstfahndungssoftware wird das Auffinden von gestohlenen Kunstgegenständen einfacher als je zuvor.

Auf einer privaten Auktion steigt der

Dank einer Entwicklung aus dem Fraun-

weniger Sekunden zurück an das Handy.

Preis rasch in die Höhe, und schon ist

hofer IPK kann der Fahnder mit seinem

Ist das Bild unter den ermittelten Werken

das Gemälde unter dem Hammer. Der

Handy ein Foto von dem Kunstwerk ma-

der Datenbank, kann der Fahnder sofort

Kunstfahnder ist zwar live vor Ort, aber

chen und sofort an einen Zentralserver

reagieren. »Das System zeichnet sich

er ist unsicher – gehört das Bild zu den

schicken. Das von den Forschern entwi-

durch eine einfache Bedienung aus«, sagt

international gesuchten und gestohlenen

ckelte Bildauswertungssystem vergleicht

Dr. Bertram Nickolay, Abteilungsleiter der

Gegenständen, oder nicht? Sowohl Inter-

dieses automatisch mit in der Datenbank

Sicherheitstechnik. »Da wir hauptsächlich

pol als auch private Zusammenschlüsse

gespeicherten Bildern. Kunstgegenstän-

Standardmodule dafür verwendet haben,

wie das Art Loss Register führen Daten-

de wie Gemälde, Münzen, Teppiche

ist es außerdem eine kostengünstige

banken über Kunstwerke, die aus Museen

oder aber auch andere Gegenstände

Lösung«. Darüber hinaus ist das System

oder Privatsammlungen entwendet wur-

wie Fahrzeuge werden durch visuell

unempfindlich gegenüber Störfaktoren

den. Doch bei Tausenden international

erfassbare Merkmale, z. B. Form, Kontur,

– etwa einer schlechten Fotografie des

gesuchten Kunstgegenständen hat es der

Farbe oder Textur, beschrieben. Anhand

Kunstwerks. Spiegelungen durch Blitzlicht

Ermittler am Ort des Geschehens schwer,

dieser optischen Merkmale erkennt das

oder zu starke Helligkeit haben auf die

die Datenbanken schnell genug nach dem

System ähnliche Objekte und sendet eine

Bildauswertung im Zentralserver keinen

fragwürdigen Gemälde zu durchforsten.

TOP 10 Liste der besten Treffer innerhalb

Einfluss.

Die repräsentative Farbe und ihre räumliche Distribution im Bild wird als Merkmal zum Vergleich von Bildern genutzt.

FUTUR 3/2011

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Auf seinem PDA kann der Kunstfahnder in Sekundenschnelle das Ergebnis ablesen: Das Bild, was er soeben mit seinem PDA fotografiert hat, ist tatsächlich in der Datenbank der gestohlenen Kunstwerke aufgelistet.

Alle Leistungsmerkmale auf einen Blick –– Bilderkennungsmethoden spezifisch für

Die technische Herausforderung bestand

mobilen Scanner einen Markenpiraten

insbesondere darin, dass das gesende-

dingfest machen«, so Nickolay. Das IPK

te Bild meist eine schlechtere Qualität,

steht bereits mit verschiedenen Polizei-

–– mobiler Einsatz von Erfassungsgeräten

einen anderen Abbildungsmaßstab und

behörden in Verhandlung. Die Fahndung

–– zeitaufwendige und kostspielige

eine abweichende Position aufweist,

nach Fahrzeugen oder die Untersuchung

als das Originalbild in der Datenbank.

von gefälschten Einreisepapieren lässt sich

Neben Beeinträchtigungen durch große

durch das System vereinfachen. Es sind

Zuordnung der gefundenen Muster

Helligkeit und Helligkeitsverteilung oder

auch mobile Dienste für Privatsammler

–– Abgleich trotz starker Abweichung vom

Blitzlichtspiegelungen können auch klei-

geplant, die beispielsweise beim Kauf

nere Beschädigungen oder der Winkel,

einer Uhr deren Echtheit überprüfen

in dem das Gemälde fotografiert wurde,

wollen.

die Bilderkennung erschweren. Für das Fraunhofer-Bildauswertungssystem ist das

bestimmte Themenfelder konfigurierbar

Expertengutachten entfallen –– hohe Genauigkeit durch objektive

Original möglich (Adaptivität) –– kostengünstig, da die Software auf Standard-Modulen läuft –– keine Stichworteingabe bei der Datenbankrecherche notwendig

aber alles kein Problem: Es kann Farben

–– auf SQL- / PHP- Technologie basierend

geräteunabhängig abgleichen und somit

–– Ergebnis der Datenbankrecherche in

starke Abweichungen vom Original ausgleichen.

Echtzeit –– kompatibel mit Interpol-Standards zur Katalogisierung von Kunstobjekten

Die Algorithmen, die in dem Bildauswer-

–– erweiterbar auf 3D-Anwendungen

tungssystem des IPK stecken, können auch in anderen Gebieten zum Einsatz kommen. Ein weiteres Pilotprojekt haben

Ihre Ansprechpartner

die Forscher bereits in petto: »Unser

Dr.-Ing. Bertram Nickolay

System könnte beispielsweise bei der

Telefon +49 30 39006-201

Entlarvung von Plagiaten genutzt werden.

bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Anhand der Merkmale einer Verpackung kann ein Flughafenzöllner mit einem

Raul Vicente-Garcia Telefon +49 30 39006-200 rvicente@ipk.fraunhofer.de

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Forschung und Entwicklung

ePuzzler

Innovation für industrielle Bildverarbeitung und Messtechnik Die virtuelle Rekonstruktion der zerrissenen Stasi-Akten ist aufgrund der außerordentlichen Vielfalt an Papierfragmenten und der enormen Datenmenge eine schwierige Aufgabe, die lange Zeit als unlösbar galt. Neuartige Bildverarbeitungs- und Mustererkennungsmethoden mussten dafür entwickelt und erprobt werden. Somit stehen nun unter schwierigsten Bedingungen getestete Methoden zur Verfügung, die einen Quantensprung für das maschinelle Sehen, die Anwendung der Bildverarbeitung und die Produktionstechnik bedeuten.

Schon seit Anfang der 1980er Jahre be-

Merkmale erfolgreich realisiert.

selbildern extrahiert. Aufgrund der sehr

fasst sich die Abteilung Sicherheitstechnik

Die Wissenschaftler erarbeiten zudem

großen Schnipselmenge werden diese

am Fraunhofer IPK mit der Entwicklung

Konzepte zur zeiteffizienten und hochauf-

Merkmale genutzt, um den kombina-

bildauswertender Systeme für den Einsatz

lösenden Digitalisierung des Ausgangs-

torischen Aufwand beim eigentlichen

in der Produktionstechnik. Die Wissen-

materials sowie zur Langzeitarchivierung,

Puzzeln soweit wie möglich zu reduzieren.

schaftler entwickelten lernende Bildaus-

Erschließung und Auswertung der rekonst-

Dafür werden jeweils ähnliche Schnipsel

wertungsmethoden zur automatischen

ruierten Dokumente.

mittels intelligenter Suchraumreduktion

Inspektion von Materialoberflächen im

zunächst gruppiert, das heißt in einer

Rahmen der Qualitätssicherung und zur

►►Aus Fragment wird Dokument

Untermenge zusammengefasst. Innerhalb

Steuerung von Handhabungs- bzw. Mon-

Die Methodik der virtuellen Rekonstruktion

dieser reduzierten Mengen findet dann die

tageprozessen.

ist vergleichbar mit der eines Menschen

eigentliche Rekonstruktion, das Matchen,

bei der Lösung eines Puzzles. Anhand

statt. Dazu werden Schnipsel entlang ihrer

Da die Entwicklung dieser Systeme rich-

einer Vielzahl von Merkmalen entscheidet

Konturen auf Merkmalsübereinstimmun-

tungsweisend war, ergaben sich seit Ende

dieser, ob zwei Teile zusammenpassen

gen hin verglichen. Werden passende

der 1980er Jahre Anwendungen in den

oder nicht. Analog zur menschlichen

Schnipsel gefunden, so werden diese

Gebieten Verkehrstechnik und Sicherheits-

Vorgehensweise werden daher zunächst

zu einem größeren Teil der Seite zusam-

technik. So werden beispielsweise Systeme

vom Rekonstruktionssystem verschiede-

mengefasst, erneut die Merkmale des

zur Fahrzeugidentifikation und zur Identifi-

ne Merkmale wie beispielsweise Kontur,

zusammengesetzten Stücks berechnet und

kation von Personen mittels biometrischer

Papierfarbe oder Schrift aus den Schnip-

dieses als neuer Schnipsel in der weiteren Rekonstruktion berücksichtigt.

Wenn am Ende eines Rekonstruktionsvorgangs eine korrekt und vollständig zusammengesetzte Seite vorliegt, ist das ein wertvolles technisches Ergebnis. Für die inhaltliche Auswertung sind Einzelseiten jedoch meist von relativ geringem Wert.

Daher werden derzeit in Kooperation mit Partnern Mechanismen entwickelt, die künftig helfen sollen, aus rekonstruierten Seiten ganze Dokumente oder gar

Merkmalsextraktion im ePuzzler

FUTUR 3/2011

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Pixelgenaue Bestimmung und Klassifikation von Konturabschnitten beliebiger 2-D-Objekte.

Automatische Optische Prüfung

zusammenhängende Akten zu formieren.

tungsbasierte Messtechnik erfordert die

Diese Mechanismen sollen zukünftig

pixelgenaue Bestimmung von Konturen

um Werkzeuge ergänzt werden, die die

bzw. Konturabschnitten. Hierzu stellt das

Kosmetische Produkte müssen nicht nur

Erschließung großer Mengen virtuellen

Rekonstruktionssystem ein Modul zur Ver-

funktional, sondern auch ästhetisch ein-

Materials erleichtern.

fügung, das sich durch Schnelligkeit und

wandfrei sein. Problematisch ist dies bei

Robustheit auszeichnet.

Naturprodukten wie Kollagentüchern zur

►►Industrielle Bildverarbeitung Aus dem realisierten System zur virtuellen Rekonstruktion können folgende Module

Gesichtsbehandlung. Anteile dieser Tücher

►►Von Rekonstruktion

werden aus Tierhäuten gewonnen und

zu Re-Produktion

haben kein einheitliches Aussehen. Eine

für die industrielle Bildverarbeitung abge-

Mittlerweile wurde begonnen, die

optische Vorkontrolle konnte bislang auf­‑

leitet werden:

Methodik der virtuellen Rekonstruktion

grund der Vielzahl möglicher Fehler nur

zerstörter Dokumente auf dreidimensio-

durch Menschen ausgeführt werden.

nale Objekte unterschiedlicher Materia­

Das Fraunhofer IPK hat zusammen mit der

lien zu übertragen. Die Wiederherstellung

Dr. Suwelack Skin & Health Care AG ein

Segmentierung mittels Farbquanti­

zerstörter 3-D-Objekte ist in vielfältiger

Mehr-Kamera-System mit angepassten

sierung

Weise für die Archäologie und Kunstge-

Lichquellen entwickelt, das die Tücher im

–– Schnelle pixelgenaue Bestimmung und

schichte relevant. Die Wissenschaftler

Produktionsprozess automatisiert prüft. Bei

Klassifikation von Konturabschnitten

des IPK sind zurzeit mit der visuellen

der Softwareentwicklung kamen Verfahren

eines beliebigen 2-D-Objektes

–– Robuste farbbasierte Objektfreistellung (Bluescreen-Verfahren) –– Schnelle und robuste Vordergrund-

Rekonstruktion zerstörter babylonischer

der künstlichen Intelligenz, insbesondere

–– Dichte- und Farbbasierte Inhaltsreprä-

Keilschrifttafeln beschäftigt (mehr dazu

Fuzzy-Logik zur Anwendung, um subjektive

sentation von Objekt-Abschnitten

im Artikel auf S. 12). Schon heute ist es

Bechreibungen erfahrener Prüfer automa-

durchaus üblich, bestimmte Skulpturen

tisch zu verarbeiten. Der praktische Einsatz

mittels Farbquantisierung zur robusten

dreidimensional zu scannen und die

zeigt, dass das Prüfsystem trotz der varian-

Ähnlichkeitsbestimmung

erfassten Daten zu verwenden, um diese

tenreichen Fehlerarten in der Lage ist, die

Kunstgegenstände in Serie zu produzie-

subjektiven Prüfkriterien zu adaptieren.

–– Kategorisierung von Farbwerten

–– Ähnlichkeitsbestimmung und pixelgenaue Ausrichtung von Kontur-

ren und Kunstliebhabern zum Verkauf in

abschnitten zweier Objekte

Museen anzubieten. Mittels der Rekonstruktionstechnik können unwiederbring-

Ihre Ansprechpartner

Ein weiteres Anwendungsgebiet für die

lich geglaubte Kulturobjekte zunächst

Dr.-Ing. Bertram Nickolay

Bildverarbeitung in der Produktionstech-

rekonstruiert und anschließend produziert

Telefon +49 30 39006-201

nik ist die Messtechnik. Die bildverarbei-

werden.

bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Dipl.-Ing. Jan Schneider Telefon +49 30 39006-203 jan.schneider@ipk.fraunhofer.de

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Forschung und Entwicklung

Virtuelle Realität

Sketching In Space – Freihändiges Modellieren in Virtuellen Umgebungen Produktdesign lebt zuerst von der Kreativität der beteiligten Designer, jedoch prägen auch die Entwurfsmedien und -werkzeuge sowohl den Entwurfsprozess, als auch dessen Ergebnis, das Produktmodell. Kreative Entwurfsprozesse sind reflexive Prozesse, innerhalb derer innere Produktbilder in äußere Bilder übertragen und transformiert werden. Kommen hierbei digitale Medien zum Einsatz, ergeben sich neue Möglichkeiten für das Produktdesign.

»Sketching in Space«-Fallstudie in Kooperation mit der Muthesius Kunsthochschule Kiel.

Welche Möglichkeiten das Medium Virtuelle Realität im Entwurfsprozess eröffnet, ist Gegenstand intensiver Forschung am Fraunhofer IPK. Dafür wurde im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte ein immersives Entwurfssystem entwickelt. Dieses gestattet es, in dreidimensionalen virtuellen Umgebungen – VR-CAVE, Holobench oder Powerwall – freihändig räumlich zu modellieren. Die Funktionen des Systems sind durch ergonomisch gestaltete physische Werkzeuge nutzbar, die in Kooperation mit der Fakultät Gestaltung der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden von den Designern Chr. Zöllner,

Instrumente erlauben intuitives, vermu-

A. Müller und S. Piatza konzipiert und

tungsgestütztes Handeln. Im Gegensatz zu

entworfen wurden.

Peripheriegeräten wie Maus und Tastatur, die Abbilder von Werkzeugeigenschaften

►►Virtuelles Zeichenwerkzeug

auf Displays verwenden und somit eine

Den Anwendern des Systems steht als

zusätzliche Distanz zum Objekt entstehen

primäres Werkzeug ein Stift zum freihän-

lassen, wird bei »Sketching In Space«

►►Folge: Neue Formensprache

digen Zeichnen von Linien im Raum zur

unmittelbar am virtuellen Objekt gearbei-

Die entwurfsbezogenen Möglichkeiten des

Verfügung; außerdem ein zangenähnliches

tet. Dadurch wird eine Brücke zwischen

Modellierens im Raum lösen den Nutzer

Werkzeug, mit dem die gezeichneten

dem Arbeitsraum des Anwenders und der

von der Oberfläche und werden in die

Formen im Raum arrangiert, zueinander

virtuellen Entwurfsumgebung geschla-

dritte Dimension – die Tiefe – erweitert.

positioniert und extrudiert werden kön-

gen. Die Modellierumgebung beschränkt

Diese ist in 2-D-Skizzen nur anhand pers-

nen, sowie ein beidhändiges Modellier-

den Benutzer, im Vergleich zu bekannten

pektivischer Abbildungen darstellbar und

werkzeug, mit dem Beziér-Kurven manuell

Entwurfsoberflächen, nicht im Format. Ziel

kaum erfahrbar. Die zunächst ungewohnte

zu Flächen aufgezogen werden können.

des »Sketching In Space«-Projekts ist es, in

Wahrnehmung des eigenen Körpers im

Wesentlich ist die hybride Auslegung der

Abgrenzung zum planaren Zeichnen und

Umgang mit den Modellierwerkzeugen

Werkzeuge: das berührbare Interface, der

zu bisherigen VR-Applikationen, Räume

und deren Wirkung im virtuellen Raum

Werkzeuggriff, ist erfassbar, die form-

zu erzeugen, in denen auf gänzlich neue

führt zu einer neuen Formen- und Ent-

gebende Werkzeugspitze ist virtuell und

Art gestalterisch, ferner auch konstruktiv

wurfssprache, die beim Betrachten der ge-

wird an den Griff projiziert. Diese hybriden

entworfen werden kann.

schaffenen Skizzen und Modelle räumlich

FUTUR 3/2011

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Ergebnisse einer »Sketching in Space«-Fallstudie in Kooperation mit der Universität der Künste Berlin.

»Museumsstück, bitte anfassen«

erfahrbar wird. Der Nutzer kann sich um

insbesondere dann, wenn detaillierte oder

sein Werk bewegen, es aus verschiedenen

präzise Detailarbeit gefordert ist. Erste frei-

Perspektiven wahrnehmen und erleben,

händige 3-D-Skizzen sehen häufig aus wie

Ein weiteres spannendes Einsatzgebiet von

sowie die räumlichen Relationen in Echt-

Kinderzeichnungen, denn das Zeichnen

virtueller Realität in Bildung und Kunst sind

größe einschätzen. Zudem ist es möglich,

in die Tiefe müssen auch gestandene De-

Museen, in denen Besucher die Exponate –

3-D-Modelle möglicher Nutzungsszenarien

signer erst lernen. In einer Studie konnte

Statuen, Vasen, Gemälde – berühren dürfen

zu visualisieren, wodurch das Werk kon-

jedoch gezeigt werden, dass die Lernkurve

und sogar berühren sollen. Mit Force-Feed-

kreter bzw. situativ beurteilbar wird.

hierbei sehr steil ist und die ursprünglich

back-Systemen können digitalisierte Mu-

krummen Objekte schon nach wenigen

seumsexponate virtuell im wahrsten Sinne

Anhand mehrerer am Institut durchge-

Durchläufen immer ebenmäßiger werden.

des Wortes begriffen werden. Man kann sie

führter Studien mit mehr als zweihundert

Die Studienergebnisse lassen den Schluss

anheben, drehen, ihre Textur ertasten. So

Designern kann empirisch untermauert

zu, dass Designer auch in Zukunft CAD-

werden Kunst und Geschichte mit einem

werden, dass immersive Räume einzigarti-

Werkzeuge beherrschen müssen, jedoch

weiteren Sinn erfahrbar. Spezialhandschue

ge Eigenschaften für die Modellierung von

mit immersiven Umgebungen neue, leben-

und -brille machen es möglich.

Produkten bieten. Insbesondere den eige-

digere Entwurfsprozesse erreichen und die

nen Körper in den Schaffensprozess einzu-

Qualität ihrer Entwürfe steigern werden.

beziehen, Objekte in ihrer Originalgröße zu erstellen, sie unmittelbar dreidimensional

Aufgrund der Neuartigkeit der Methode

abzubilden und zu erleben und schon im

und des zusätzlichen motorischen Steu-

Entwicklungsprozess mit virtuellen Skizzen

erungsaufwands muss den potenziellen

zu interagieren, finden großen Anklang.

Anwendern die Möglichkeit zum Erlernen

So war beispielsweise zu erleben, dass De-

neuer Modellierfertigkeiten gegeben

signer sich in Stühle setzen wollten, die sie

werden; dies wäre beispielsweise im

eben erst skizziert hatten oder versuchten,

Rahmen universitärer Ausbildung möglich.

sich aus dem Zapfhahn einer skizzierten

Die potenziellen Anwender müssen die

Bar ein Bier einzuschenken. Im immersiven

Eigenschaften und Vorteile des immersiven

Raum werden die eigenen Ideen sofort le-

Modellierens zunächst kennenlernen, um

bendig und laden zur Interaktion ein – der

individuelle Anwendungsstrategien entwi-

Entwurfsprozess wird dadurch an seiner

ckeln und später im Entwicklungsprozess

Wurzel verändert.

situativ über den optimalen Einsatz der Methoden entscheiden zu können.

Ihr Ansprechpartner

►►3-D-Zeichnen will gelernt sein

Dr.-Ing. Johann Habakuk Israel

Für manche Prozessschritte eignet sich

Telefon +49 30 39006-109

der immersive Raum dagegen weniger,

johann.habakuk.israel@ipk.fraunhofer.de

20

Forschung und Entwicklung

Robinstone

Robotereinsatz in der Natursteinbearbeitung Die Vorbearbeitung großvolumiger und geometrisch komplexer Natursteinelemente erfolgt bis heute zumeist mit einfachen, handgeführten Werkzeugen und birgt ein großes Innovations­ potenzial. Die Nutzung von flexiblen Maschinensystemen wie Industrierobotern in diesem Arbeitsschritt sorgt für deutlich kürzere Durchlaufzeiten sowie niedrigere Herstellungskosten und reduziert die gesundheitliche Belastung, ohne die künstlerische Gestaltungsfreiheit der Steinmetze einzuschränken. Das Fraunhofer IPK untersucht hierfür zusammen mit mehreren Unternehmen die Anforderungen an Werkzeuge, Zerspanprozesse, Datenverarbeitung sowie das Roboter-Spindel-System, um eine durchgängige Prozesskette zur Unterstützung von Steinmetzen und Bildhauern bereitzustellen.

Im Zuge moderner Stadtentwicklung

ter Nebeneffekt tritt eine Entlastung

aber weniger Verschleiß auf, je höher der

werden immer häufiger kulturell wertvolle

der Steinmetze ein, wodurch sich diese

Diamantanteil in der Schneide ist.

Gebäude restauriert oder wieder aufge-

ausschließlich auf die finale Formgebung

baut. Die anspruchsvollen Richtlinien und

und die damit verbundenen künstlerischen

Die Anforderungen an die Schneiden

Forderungen von Dienststellen wie der

Aspekte konzentrieren können.

unterscheiden sich aufgrund des Materials Naturstein von denen in der Metallbearbei-

Denkmalschutzbehörde, aber auch das Verlangen nach Originalität durch Fördervereine und Bürger sichern Steinmetzen

►►Stein und Diamant – ein unschlagbares Paar

tung. Da es bei der Steinbearbeitung keine Spanbildung im klassischen Sinn gibt,

eine gute Auftragslage. Einen großen zeit-

Neben den in der Steinindustrie als

sondern es vielmehr zu einem Ausbrechen

lichen Anteil ihrer Arbeit nimmt die grobe

Standard geltenden Schleifwerkzeugen

des Materials kommt, ist die Schärfe der

Strukturierung und Vorbearbeitung von

untersucht das Fraunhofer IPK konventio-

Schneide weniger entscheidend für die

Steinblöcken ein. Dieser Schritt verlangt

nelle Fräswerkzeuge auf ihre Tauglichkeit

Bearbeitung als ihre Härte. Durch den Ein-

keinerlei künstlerische Fähigkeiten, ist je-

zur Steinbearbeitung. Hierbei hat sich

satz konventioneller Fräswerkzeuge für die

doch zeit- und kostenintensiv. Das Ziel der

gezeigt, dass Fräswerkzeuge mit PKD-

Steinbearbeitung können Zeit- und somit

Fraunhofer-Forscher ist es daher, diesen

Bestückungen grundlegend geeignet

auch Kostenersparnisse bei der Vorbear-

Arbeitsschritt zu (teil-)automatisieren um

sind. Die Auswahl der PKD-Sorte ist zwar

beitung erzielt werden, da Fräswerkzeuge

die Herstellungszeit und damit verbundene

abhängig vom zu bearbeitenden Materi-

für die Schruppbearbeitung oftmals besser

Kosten zu reduzieren. Als gewünsch-

al, grundsätzlich weisen die Werkzeuge

geeignet sind als Schleifwerkzeuge.

FUTUR 3/2011

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Prozesskette: Digitalisierung durch 3-D-Scan, Bahnerzeugung in der CAM-Umgebung, Simulation und Umwandlung in Bewegungsanweisungen.

Rapid Prototyping in

►►Industrieroboter für Kunstobjekte

►►Datensprache für Roboter

Um die notwendigen, teilweise sehr

Ein wichtiges Forschungziel des Projekts

komplexen Bewegungen des Werkzeuges

ist, neue Software-Lösungen für die

Das mühevolle Kleben von Maßstabs­

im Raum durchführen zu können, wurde

automatische Umsetzung von CAD/CAM-

modellen könnte für Architekten und

am Fraunhofer IPK ein Industrieroboter

generierten CNC-Codes in proprietäre

Designer bald der Vergangenheit ange-

mit einer Frässpindel ausgestattet. Die

Roboter-Programme zu entwickeln. Damit

hören. Die Lösung: Rapid Prototyping. Bei

sechs beweglichen Achsen des Roboters

eine sichere und optimale Bearbeitung

diesem Verfahren werden im Computer

erlauben es dem Bediener jeden Punkt im

gewährleistet wird, müssen die Program-

erstellte Modelldaten, sogenannte CAD-

Raum mit unterschiedlichen Orientierun-

me unter Berücksichtigung von Roboter-

Daten, direkt in ein dreidimensionales

gen anzufahren, wodurch auch kom­plexe

performanzen (z. B. Manipulierbarkeit,

Objekt umgesetzt. Schicht für Schicht

Konturen, wie sie beispielsweise bei

Steifigkeit, Singularitäten im Arbeitsraum,

entstehen auf diese Weise hochkomplexe

der Erstellung von Skulpturen vorkom-

usw.) angepasst und optimiert werden.

Geometrien mit Hinterschneidungen und

men, umgesetzt werden können. Die im

Entsprechende Werkzeuge werden in

filigranen Strukturen. So können z. B. be-

Vergleich zu hochpräzisen Werkzeugma-

offene Roboterplanungsumgebungen wie

wegliche Getriebe in einem Stück gefertigt

schinen geringere Positioniergenauigkeit

EasyRob und Matlab integriert. Die Erfah-

oder auch Einrichtungsgegenstände hinter

eines Industrieroboters genügt, um die

rungen und die Kreativität der Program-

den Fenstern eines Modell­gebäudes gleich

Vorbearbeitung von Natursteinobjekten

mierer werden dabei durch ein interaktive

mit eingesetzt werden. Der aufgetragene

durchzuführen. Ein Vorteil von Industrie-

graphische Umgebung zusätzlich unter-

Werkstoff wird geklebt, verschmolzen oder

robotern gegenüber Werkzeugmaschinen

stützt. Um mögliche Bearbeitungsfehler

per Laser versintert. Die Bandbreite an

ist der beim Vergleich der Anschaffungs-

z. B. durch Reibung und Werkzeugver-

einsetzbaren Materialien reicht von thermo-

kosten verhältnismäßig große Bearbei-

schleiß zu minimieren und die Prozessab-

plastischen Werk­stoffen über Metalle bis hin

tungsraum, den der Roboter abdeckt.

läufe robust zu gestalten, entwickeln die

zu Keramiken.

Auch das mit großvolumigen Objekten

Forscher innovative Regelungsverfahren

einhergehende hohe Werkstückgewicht

auf Basis der Kraft-Vorschub-Regelung

ist für den Roboter kein Problem, da es

und implementieren sie in eine offene

Ihre Ansprechpartner

keinen Werkstückschlitten gibt, der das

Roboter-Steuerung (C4GOpen).

Dr.-Ing. Dragoljub Surdilovic

Bauteil bewegen muss.

Architektur und Kunst

Telefon +49 30 39006-172 dragoljub.surdilovic@ipk.fraunhofer.de

Dipl.-Ing. Marcel Manthei Telefon +49 30 39006-245 PKD-Werkzeug bei der Bearbeitung von Sandstein

marcel.manthei@ipk.fraunhofer.de

22

Forschung und Entwicklung

MRO

Heile Schienen, sicherer Verkehr

Die Wartung und Instandsetzung von Bauteilen und Komponenten aus den Bereichen Energie und Verkehr ist wirtschaftlich zunehmend interessant. Derzeit werden für MRO-Aufgaben häufig Werkzeuge und Bearbeitungsstrategien aus dem Bereich der Neufertigung übernommen, obwohl sich die Bearbeitungsaufgaben im MRO-Betrieb erheblich von der Serienfertigung unterscheiden.

In einem Teilprojekt des Fraunhofer-Innovationsclusters »Maintenance, Repair and Overhaul in Energie und Verkehr (MRO)« entwickeln die Forscher für Reparaturaufgaben optimierte Schleifund Fräswerkzeuge sowie innovative angepasste Prozesse. Dadurch wird die Qualität und die Prozesssicherheit insbesondere in den Bereichen der Turbinen- und Schienenreparatur gesteigert.

►►Schweißnahtnachbearbeitung

Wachsende Passagier- und Gütertrans-

erhöht. Auch die Qualifizierung wesent-

porte der globalisierten Industriegesell-

licher Wirkzusammenhänge zwischen

schaften erfordern neben konstruktiven

unterschiedlichen Reparaturverfahren wäre

Ein Beispiel aus der Praxis: Bei der Instand-

und materialtechnischen Innovationen für

dafür relevant.

setzung von Bauteilen aus dem Bereich

zur Schienenreparatur

Energie und Verkehr wird häufig das

Fahrzeuge sowie modernen logistischen Konzepten auch hocheffiziente MRO-

Im Rahmen eines von der EU geförderten

Auftragschweißen eingesetzt. Dadurch

Strategien für den Bereich Energie und

Teilprojektes entwickelt, testet und opti-

können sowohl einzelne betriebsbedingte

Verkehr. Dabei ist die Steigerung von Pro-

miert das Fraunhofer IPK im Innovations-

Defekte wie Risse und Ausbrüche lokal

duktivität und Qualität der MRO-Prozesse

cluster MRO effiziente Reparaturlösungen

behoben, als auch komplett verschlis-

eine wesentliche Herausforderung der

und -werkzeuge für qualitätsoptimierte

sene Bereiche großflächig instandge-

Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im

hochproduktive Reparaturprozesse.

setzt werden. Anschließend müssen die

Bereich Produktionstechnik. Als übergeordnete Zielstellung kann im Hinblick auf den Schienenverkehr durch produktivere MRO-Prozessketten die Zahl der Ausfälle, Verspätungen und Umleitungen wesentlich reduziert werden. In Kombination mit höherer Reparaturqualität können außerdem die Sicherheit und der Passagierkomfort deutlich gesteigert werden.

Zurzeit werden trotz unterschiedlicher Anforderungen noch immer die meisten Bearbeitungsprozesse und -werkzeuge für den MRO-Betrieb ohne nennenswerte Anpassungen aus der Neufertigung übernommen. Die Effizienz der MRO-Prozesse würde jedoch durch den Einsatz spezieller Zerspanwerkzeuge und die Integration innovativer Mess- und Reparaturverfahren in die Reparaturprozesskette erheblich

Auftragsschweißen

FUTUR 3/2011

23

Schweißnaht-Schleifen und Nachbearbeitung

Fraunhofer-Innovationscluster MRO

Schweißnähte präzise und leistungsfähig

im realen Schienenverkehr bewertet. Mit

nachbearbeitet werden, um die erforder-

den gewonnenen Ergebnissen können

lichen Maß- und Formgenauigkeiten zu

Reparaturstrategien und Modelle zur

Der Fraunhofer-Innovationscluster »Main-

erreichen und somit einen sicheren Betrieb

zustandsorientierten präventiven Schie-

tenance, Repair and Overhaul (MRO) in

der reparierten Bauteile zu gewährleisten.

nenwartung abgeleitet werden. Durch die

Energie und Verkehr« vom Fraunhofer IPK

Im Teilprojekt »Schleif- und Fräswerkzeuge

Überführung der FuE-Ergebnisse in die

und dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässig-

für die Schweißnahtnachbearbeitung«

Praxis wird eine erhebliche Verlängerung

keit und Mikrointegration ist eine Koopera-

entwickeln die Forscher leistungsfähige

der Schienenliegedauer ermöglicht.

tion von sieben Forschungspartnern und 14 Wirtschaftsunternehmen. Gefördert wird

Zerspanwerkzeuge für die prozesssichere Nachbearbeitung von im Reparaturprozess

►►Potenziale und Perspektiven

der Cluster von den Ländern Berlin und

erzeugten Schweißnähten. Diese werden

Die zustandsorientierte Prozessauslegung

Brandenburg und der Fraunhofer-Gesell-

getestet und auf ihr Einsatzpotenzial hin

bei der Instandsetzung von Eisenbahn-

schaft. Ziel der Initiative ist es, ressourcen-

geprüft.

schienen hat ein hohes Potenzial auf

schonende und energieeffiziente MRO-

paneuropäischer Ebene. Aufgrund der

Prozesse und -Technologien zu erarbeiten

Dabei steht insbesondere die Reparatur

international sehr unterschiedlichen

und nachhaltig in der Hauptstadtregion

von Eisenbahnschienen im Fokus. Im Rah-

Normenlage erfolgt die Schienenwar-

Berlin/Brandenburg zu etablieren.

men des Forschungsvorhabens sollen pro-

tung derzeit individuell erfahrungsbasiert

zesssichere Reparaturprozessketten für die

je nach lokalen Gegebenheiten. Um

Vor-Ort-Beseitigung typischer Schienen-

individuelle Reparaturprozessketten zur

defekte entwickelt und optimiert werden.

effizienten Beseitigung unterschiedlicher

Hierzu zählen Ermüdungsrisse, Welligkei-

Schienenfehler zu entwickeln, werden

ten und verschlissene Funktionsflächen am

zukünftig weitere multilaterale Projekte

Schienenkopf. Von besonderem Interesse

initiiert. Dabei verfügt das Fraunhofer IPK

Ihr Ansprechpartner

ist dabei die Analyse des Einsatzverhal-

über die erforderliche Kompetenz und

M. Sc. Pavlo Lypovka

tens instandgesetzter Schienen je nach

Maschineninfrastruktur, um die Entwick-

Telefon +49 30 314-24960

angewendeter Reparaturprozesskette. Um

lung und Optimierung innovativer Repa-

lypovka@iwf.tu-berlin.de

dies näher charakterisieren zu können,

raturtechniken und Werkzeuge sowie die

werden derzeit Laboruntersuchungen

Ermittlung des Einsatzverhaltens reparier-

durchgeführt. Im nächsten Schritt wird das

ter Bauteile zu gewährleisten.

Potenzial der entwickelten Reparaturprozessketten anhand des Einsatzverhaltens

24

Interview

Ein Fenster in die Vergangenheit aufstoßen Die automatisierte virtuelle Rekonstruktion öffnet der historischen Forschung ­vielfältige Möglichkeiten. Wird sie zudem gemeinsam mit Historikern und Archäologen entwickelt, ergeben sich wertvolle Synergieeffekte – etwa wenn die Puzzle-Kompetenz von Archäologen in die Entwicklung einfließt, meint Prof. Dr. Eva Cancik-Kirschbaum von der Freien Universität Berlin. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IPK plant sie ein Projekt, bei dem ein Konvolut zerbrochener babylonischer Keilschrifttafeln aus dem Besitz des Vorderasiatischen Museums der Staatlichen Museen zu Berlin digital erfasst und virtuell rekonstruiert werden soll (vgl. Projektbeschreibung, S. 12). FUTUR sprach mit Prof. Cancik-Kirschbaum über den Wert von Altertumsforschung und Projekten zur virtuellen Rekonstruktion.

Warum ist die Beschäftigung mit Geschich-

Genau das ist das Ziel des geplanten Keil-

Hinzu kommen inhaltliche Gründe. Baby-

te wichtig für unsere Zeit?

schrift-Projekts. Woher stammen die Arte-

lon ist ein Thema, das historisch unglaub-

Cancik-Kirschbaum: Der Mensch kann

fakte und wo befinden Sie sich heute?

lich anrührt. Die Stadt steht am Anfang der

ohne Vergangenheit nicht leben. Die indivi-

Cancik-Kirschbaum: Die Tafeln ­stammen

europäischen, mediterranen und natürlich

duelle Geschichte formt die Persönlichkeit

aus der deutschen Grabung in Babylon

nahöstlichen Kulturen. Eine riesige Stadt,

und erst das Wissen darum ermöglicht es,

1899 bis 1917. Das war das erste Mal, dass

die alle möglichen Nationen anzog und

bewusst Entscheidungen für die Gegen-

dort wissenschaftlich, also stratigraphisch

eine unglaubliche gesellschaftliche Vielfalt

wart und den weiteren Weg zu treffen.

gegraben wurde. Ein Teil der Funde ist im

hervorbrachte. Wenn wir mit dem Reko-

Gleiches gilt für eine Gesellschaft als Gan-

Osmanischen Reich verblieben, in dessen

Projekt ein Fenster in diese Vergangenheit

zes: Ohne Wissen um die Vergangenheit

Territorium Babylon lag – diese Artefakte

aufstoßen können, fände ich das klasse.

lassen sich weder Gegenwart noch Zukunft

sind heute in Bagdad und Istanbul. Ein wei-

gestalten. Sich der Geschichte stellen heißt,

terer Teil sollte nach Deutschland kommen.

Und was sind das für Dokumente?

Distanz nehmen zur Gegenwart, Alterna-

Dass das geklappt hat, ist ein Wunder,

Cancik-Kirschbaum: Es sind Unterlagen,

tiven kennen lernen. So werden Denkpro-

denn der Ausbruch des ersten Weltkriegs

die erlauben, einen Tiefschnitt durch die

zesse angestoßen, die helfen solidarisch

stellte den Transport vor enorme Proble-

Geschichte der Stadt zu ziehen. Da sind

miteinander und nachhaltig mit der uns

me. Die Funde haben Berlin auch erst nach

einmal Privatarchive, zum Beispiel Doku-

anvertrauten Umwelt umzugehen.

abenteuerlichen Umwegen erreicht.

mente eines Kaufmanns wie Geschäftsverzeichnisse, Testamente, Urkunden und so

Also Vergangenheitsforschung als Existenz-

Warum sind gerade diese Tafeln interessant

weiter. Dann Unterlagen aus Tempeln, reli-

sicherung für künftige Generationen?

für ein Reko-Projekt?

giöse Texte ebenso wie Verwaltungsakten,

Cancik-Kirschbaum: Genau. Natürlich

Cancik-Kirschbaum: Das hat mehrere

die die Pflege der Götter und die Versor-

kann man fragen: Wie weit geht man zu-

Gründe. Es handelt sich um einen großen,

gung des Kultpersonals regeln – auch wer

rück? Drei Generationen, 5000 Jahre... Ich

repräsentativen Bestand. Man muss zudem

den Hof fegt. Und Dokumente aus den

würde sagen: so weit wie möglich und so

wissen: Keilschrifttexte gehören zu den

Palastarchiven der babylonischen Könige.

umfassend wie möglich, alle Bereiche von

am schnellsten wachsenden Dokument-

Ein Teil behandelt Staatsgeschäfte oder

Kultur erfassend – von Alltagsbewältigung

beständen der Alten Welt. Im Unterschied

Themen wie die nach Babylon gebrach-

mit Ackerbau und Totenritual bis hin zu

zur klassischen Altertumswissenschaft, die

ten Juden, ein Ereignis, das wir unter dem

komplexen Überbauten wie Staatenbil-

kaum noch Textzufluss hat, fördern Aus-

Stichwort ›jüdisches Exil‹ kennen..

dung, Religion, Kunst oder Wissenschaft.

grabungen im Vorderen Orient immer neue

Wir haben eine Verpflichtung, uns mit sol-

Keilschrifttexte zutage. Und die wollen be-

Wenn man an Technologie-Entwicklung

chen Zusammenhängen auseinanderzuset-

arbeitet werden. Da brauchen wir Metho-

denkt, sind Archäologen nicht die ersten

zen – für spätere Generationen, aber auch

den, die zumindest die Grunderschließung

Partner, die einem einfallen...

für uns selbst.

unterstützen.

Cancik-Kirschbaum: Und doch sind sie

FUTUR 3/2011

in diesem Fall perfekt dafür. 3-D-Puzzeln

nissen. Zu den Hindernissen zählt, dass die

ist etwas, was Archäologen permanent

Artefakte für die Verarbeitung vorbereitet

machen und worin wir echt gut sind. Wir

werden müssen. Es sind ja Unikate und be-

bieten den Informationstechnikern mehr

vor sie in einen Reko-Prozess gehen, muss

als einen Gegenstand, um 3-D-Rekonstruk-

sicher sein, dass ihr Zustand das zulässt. Das

tion zu erproben: Wir besitzen vor allem

bedeutet zeitlichen, sachlichen und techni-

das Wissen, wie man dreidimensionale

schen Aufwand. Vermutlich werden viele

Gegenstände rekonstruiert. Davon wird

Objekte diese Engstelle nicht passieren.

25

die Entwicklung der Algorithmen enorm profitieren. Und die Technologie, die dabei

Grenzen sind einmal dadurch gezogen,

herauskommt, lässt sich dann ja wieder auf

dass die Bestände eben meist offen sind.

ganz andere Bereiche anwenden, nicht nur

Wir müssen damit rechnen, dass nicht nur

vergangene, sondern auch gegenwärtige.

komplette Dokumente vorliegen. Die Frage ist, wie viel Lücke wir tolerieren.

Zur Person Prof. Dr. Eva Cancik-Kirschbaum ist Inhaberin des Lehrstuhls für Altorientalische

Wie profitiert die historische Forschung von Digitalisierung?

Hinzu kommt: Gelingt es, die Parame-

Philologie und Geschichte der Freien Uni-

Cancik-Kirschbaum: Sie bietet uns fan-

ter, die man einbeziehen muss, soweit zu

versität Berlin und Mitglied im Vorstand des

tastische Möglichkeiten. Einmal – das zeigt

normieren, dass der Aufwand eine subs-

Exzellenz-Clusters »Topoi – Die Formation

unsere Konvolut – können wir Bestände

tantielle Verbesserung gegenüber ma-

und Transformation von Raum und Wissen

zusammen führen, die auf Sammlungen

nuellen Techniken bringt? Ehrlich gesagt

in den antiken Kulturen«. Die heute 46jäh-

in aller Welt verteilt sind. Wenn wir bisher

schwanke ich da mit meiner Einschätzung.

rige studierte Altorientalistik, Semitistik,

irgendwo anfangen zu puzzeln, wissen wir

Doch wenn wir am Ende eine Technologie

Klassische Archäologie und Vorderasiati-

nie, ob wir dort alle Fragmente von der

bekommen, die vielleicht sogar mobil ein-

sche Archäologie in Tübingen, Berlin und

Tafel wirklich zusammenfügen können.

setzbar ist, sodass neue Bestände direkt am

Rom. Nach ihrer Promotion über mittelassy-

Wenn wir virtuell »vorpuzzeln« könnten

Ausgrabungsort erfasst werden können,

rische Briefe war sie zunächst als Assis-

und dann schon wüssten, welche Teile wo

finde ich den Aufwand gerechtfertigt.

tentin am Institut für Altorientalistik der FU Berlin tätig, dann als Wissenschaftliche

liegen, wäre das eine große Erleichterung.

Wie erleben Sie Fraunhofer als Partner?

Mitarbeiterin im Projekt »Bild, Schrift und

Außerdem wird die virtuelle Rekonstruktion

Cancik-Kirschbaum: Ich kannte die IPK-

Zahl im Kalender« am Helmholtz-Zentrum

helfen, Kräfte zu konzentrieren. Zeit, die

Reko-Technologie schon, bevor ich mit

für Kulturtechnik der Humboldt-Universität.

ich nicht brauche zum Puzzeln, kann ich

dem Institut in Kontakt kam. Ich kann nicht

In ihrer Habilitationsschrift behandelte sie

benutzen für die Interpretation. Das halte

verhehlen, dass ich von vornherein dachte:

die Organisation politischer Herrschaft in

ich für den wichtigsten Nebeneffekt.

»Mensch, sowas müssten wir auch haben«.

Assyrien. Zu ihren Forschungsschwerpunk-

Ich bin sicher, das geht vielen Kollegen so,

ten gehören die Sprache, Geschichte und

Nicht zuletzt minimieren wir die Belastung

die beruflich mit Schnipseln und Krümeln

Kultur der Assyrer, die Edition von Keil-

der Artefakte. Bedenken Sie: Jedes Mal,

zu tun haben. Aber der Schritt von dem

schrifttexten, Untersuchungen zu Zeit und

wenn Sie die Objekte anfassen, ist das eine

Gedanken hin zur tatsächlichen Realisie-

Wissen in altorientalischen Kulturen sowie

Kontamination mit Mensch, da kann man

rung ist doch ein großer. Und da war Dr. Ni-

altorientalische Wirkungsgeschichte.

noch so viel konservieren. Je weniger man

ckolays Enthusiasmus ein enormer Ansporn.

Artefakte hin- und herträgt, anfasst und

Inzwischen bedeutet das Projekt für mich

dem Licht aussetzt, desto besser.

nicht nur den Sprung von 2-D nach 3-D,

Kontakt

sondern auch von der Dimension virtueller

Prof. Dr. Eva Cancik-Kirschbaum

Und wo liegen die Grenzen?

Fantasie in die der Realität. Und dass Fraun-

Telefon +49 30 838 53347

Cancik-Kirschbaum: Ich möchte unter-

hofer sagt: »Wir machen das!«, das finde

altorsek@zedat.fu-berlin.de

scheiden zwischen Grenzen und Hinder-

ich toll. Das ist nicht selbstverständlich.

www.geschkult.fu-berlin.de/e/altorient

26

Kooperation

Medienboard Berlin-BRB

Samstagabend, 20 Uhr: ­Frauen ans Reagenzglas!

Was motiviert Schulabgänger – vor allem junge Frauen – sich für ein Studium im Bereich Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft oder Technik (MINT) zu entscheiden? Die verblüffende Antwort: Ihre Lieblingsfernsehserie kann einen solchen Studienwunsch wecken. Wissenschaftler der MINTiFFInitiative der TU Berlin und des Fraunhofer IPK sind eine Kooperation mit dem Medienboard Berlin-Brandenburg eingegangen, die das Ziel verfolgt, positive Rollenvorbilder in deutschen TV-Filmen und Serien zu fördern.

Mädchen können Technik! Man muss es

Bespiele: Die Serie »CSI – Crime Scene

Nachwuchswerbung aufzeigen, indem sie

ihnen nur zeigen – und die Zahl der Initia-

Investigation« konnte bei amerikanischen

Filmschaffenden einen praktischen Zugang

tiven, die dieses Ziel verfolgen, ist mitt-

Mädchen eine extreme Steigerung des In-

zu wissenschaftlichen Stoffen und ent-

lerweile kaum noch zu überblicken. Das

teresses an forensischen Themen erreichen,

sprechenden Settings bietet. Dabei öffnen

erfolgreichste Beispiel, der vor zehn Jahren

von gerade mal vier auf stolze 66 Prozent.

Forscher den Stoffentwicklern ihre Labore und zeigen nicht nur, mit welchen Themen

initiierte Aktionstag »Girls‘ Day« dürfte jeder Schülerin wenigstens einmal im Lauf

Doch im Unterschied zu amerikanischen

sich die Wissenschaft aktuell befasst,

ihrer Schulzeit begegnen. Doch trotz einer

Fernsehformaten, in denen auch weibliche

sondern auch, wie die Arbeit funktioniert

Vielzahl groß angelegter Kampagnen ist es

Figuren oft stark durch ihren Beruf definiert

und welche Rollen und Konflikte sich dabei

bisher nicht gelungen, die Zurückhaltung

sind, fehlen solche Rollenvorbilder in deut-

ergeben.

junger Frauen gegenüber naturwissen-

schen TV-Produktionen fast völlig. Wissen-

schaftlich-technischen Berufen wirkungs-

schaftlich-technische Tätigkeiten sind im

Parallel untersucht das Projekt »Berufso-

voll und großflächig aufzubrechen.

deutschen Fernsehen überhaupt unterre-

rientierung in Unterhaltungsformaten«,

präsentiert und werden wenn überhaupt,

welche Inhalte aktuell in deutschen TV-For-

Die Lösung könnte im Flimmerkasten

meist von Männern ausgeübt. Tritt doch

maten gezeigt werden und welchen Anteil

stecken. Denn während Talentförderpro-

mal eine Frau in Erscheinung, die erkenn-

naturwissenschaftlich-technische Themen

gramme oder Werbung der Hochschulen

bar eine Tätigkeit im Bereich Wissenschaft,

im fiktionalen Fernsehen einnehmen.

in der Regel nur Jugendliche erreichen, die

Technik oder Medizin ausübt, ist der Beruf

Ergebnisse einer solchen Untersuchung

sich bereits für naturwissenschaftlich-tech-

in der Regel nur ein Nebenaspekt der Rolle,

liefern eine Grundlage für die Diskussion,

nische Fächer interessieren, lösen positive

der Themen wie dem Streben nach Liebe

ob kulturelle Interessen der Gesellschaft

Rollenvorbilder in TV-Filmen und Serien ei-

und Glück nachgeordnet wird.

bei der Programmgestaltung angemessen berücksichtigt werden und das öffentlich-

nen regelrechten Run auf die entsprechenden Studiengänge aus. Würde dieser Effekt

Vor diesem Hintergrund hat die TU Berlin

rechtliche Fernsehen seinem Bildungsauf-

aktiv genutzt, könnten fiktionale Medien

mit Unterstützung des BMBF und des Eu-

trag gegenüber der in der Berufsorientie-

einen wichtigen Beitrag zur Behebung des

ropäischen Sozialfonds vor einigen Jahren

rung befindlichen Generation ausreichend

Fachkräftemangels in Deutschland leisten.

in Zusammenarbeit mit der Fraunhofer-

nachkommt.

Wie das geht, zeigen US-amerikanische

Gesellschaft, der Helmholtz-Gemeinschaft und der Max-Planck-Gesellschaft die

2010 wurde ein wichtiger Partner auf diese

Initiative »MINT und Chancengleichheit in

Aktivitäten aufmerksam: Das Medienboard

Ihre Ansprechpartnerin

fiktionalen Fernsehformaten« (MINTiFF) ins

Berlin-Brandenburg ist als zentrale Agentur

Anastasia Ziegler

Leben gerufen. Unter der Leitung von Prof.

für Filmförderung und Standortmarketing

Telefon: +49 331-743 87 80

Dr. Marion Esch verfolgt sie das Ziel, neue

ein wichtiger Impulsgeber für die Medien-

a.ziegler@medienboard.de

Wege für die MINT-Kommunikation und

branche in der Hauptstadtregion. Im Sep-

FUTUR 3/2011

Anastasia Ziegler ist Koordinatorin Standortmarketing beim Medienboard Berlin-Brandenburg. Außerdem ist sie Programmleiterin des Kongress medienwoche@IFA und Ansprechpartnerin für die Kooperation mit dem media.net berlinbrandenburg.

tember 2010 bot es ­MINTiFF erstmals ein

Frau Ziegler, was sind die Aufgaben des

Forum im Rahmen der Medienwoche@IFA,

Medienboard Berlin-Brandenburg?

bei dem Wissenschaft und Medienwirt-

Ziegler: Das Medienboard Berlin-Branden-

schaft in intensiven Dialog treten konnten.

burg ist seit 2004 die zentrale Anlaufstelle

Was sind die wichtigsten Inhalte der Ko-

Medienboard-Koordinatorin Anastasia Ziegler

für die Film- und Medienbranche der

operation zwischen MINTiFF, dem Fraun-

Mit der Medienwoche@IFA 2011 wurde

Hauptstadtregion. Hier laufen Förderung,

hofer IPK und dem Medienboard Berlin-

dieser Ansatz vertieft: »Science meets Con-

Vernetzung und internationale Aktivi-

Brandenburg?

tent« thematisierte unter anderem »Fiktion

täten zusammen. Zu diesen Aktivitäten

Ziegler: 2011 haben Forscher vom Fraun-

und Wirklichkeit in deutschen Fictionfor-

gehört auch der Internationale Kongress

hofer IPK und vom Hasso-Plattner-Institut

maten« und »Public Value fiktionaler Fern-

der medienwoche@IFA, der jedes Jahr die

mit Cyberwar-Experten über den Stand

sehunterhaltung«. Im Abschnitt »Sichere

wichtigen Fragen der Medienbranche im

der Forschung in den Bereichen Künstliche

Identität – eine Gratwanderung zwischen

digitalen Zeitalter diskutiert und Trends und

Intelligenz und Datenschutz diskutiert. Die

Know-how und Datenschutz« skizzierten

Tendenzen bei Inhalten, Technologien und

Themen für die Kongressausgabe 2012

Fraunhofer-Forscher, Wissenschaftler des

Geschäftsmodellen präsentiert.

entwickeln wir zur Zeit. Die MINTiFFKonferenz befasst sich traditionell mit dem

Hasso-Plattner-Instituts und CyberwareExperten mediale Zukunftsszenarien auf

Welche Impulse versprechen Sie sich

Zusammenspiel von Wissenschaft und

Grundlage der Weiterentwicklung der

von einer verstärkten Zusammenarbeit

fiktionalen Inhalten.

Informations- und Kommunikationstech-

zwischen Wissenschaft, Technologie und

nologien und diskutierten damit verbun-

Medienindustrie an unserem Standort?

Welche anderen Bereiche der Medienbran-

dene ethische und gesellschaftspolitische

Ziegler: Die Entwicklung der Medien ist in

che – neben dem Rundfunk – werden von

Fragestellungen.

vieler Hinsicht technologiegetrieben, der

den Aktivitäten profitieren?

technologischen Entwicklung ist wieder-

Ziegler: Alle Bereiche natürlich, denn im

Eines der wichtigsten Ergebnisse des Siche-

um meistens intensive wissenschaftliche

digitalen Zeitalter hängen alle Medien

re Identität-Panels: In der Diskussion um

Forschung vorangegangen. Insofern liegt

in gleicher Weise vom technologischen

Anonymität und Identitätserkennung im

es nahe, an einem Standort wie Berlin-

Fortschritt ab.

Internet geht es nicht nur um die Sicherheit

Brandenburg alle drei Bereiche zusammen

des Einzelnen. Wichtig ist auch, das Know-

zu denken. Uns interessieren die Wechsel-

how unserer Gesellschaft vor den Angriffen

wirkungen zwischen den verschiedenen

Berlin-Brandenburg GmbH

Dritter zu schützen. »Dieser Aspekt ist

Branchen und die Perspektiven für die

August-Bebel-Str. 26-53

meines Erachtens in der bisherigen Daten-

Medienwelt von morgen. Wir wollen

14482 Potsdam-Babelsberg

schutzdiskussion wenig beachtet worden«,

Impulse setzen, indem wir Technologie und

Telefon +49 331-743 87 0

resümmiert Anastasia Ziegler vom Medien-

Content mit Wissenschaft und Innovation

Fax +49 331-743 87 99

board Berlin-Brandenburg.

zusammen bringen.

Medienboard

www.medienboard.de

27

Partnerunternehmen

arvato

Wie aus Schnipseln Daten werden – Digitalisierung made by arvato Die arvato AG ist ein international vernetzter OutsourcingDienstleister und gehört zum Bertelsmann Konzern. Mehr als 65 000 arvato-Mitarbeiter konzipieren und realisieren für Geschäftskunden aus aller Welt maßgeschneiderte Lösungen für unterschiedlichste Geschäftsprozesse entlang integrierter Dienstleistungsketten. Diese umfassen sämtliche Services rund um die Erstellung und Distribution von Druckerzeugnissen und digitalen Speichermedien ebenso wie Datenmanagement, Customer Care, CRM-Dienstleistungen, Supply Chain Management, digitale Distribution, Finanzdienstleistungen, qualifizierte und individualisierte IT-Services sowie den Direktvertrieb von Wissensmedien.

Im Auftrag zahlreicher Kunden ist arvato

Logistik-Know-how in die verschiedensten

auch als richtungsweisender Anbieter für

gemeinsamen Projekte ein. Dank ähnlich

Massendigitalisierung und professionelles

gelagerter Dienstleistungen in anderen

Dokumentenmanagement tätig. Allein

Industrieprojekten verfügt arvato über

am Standort in Wilhelmshaven werden

umfangreiche und langjährige Prozess-

jährlich mehrere Millionen Dokumente

erfahrungen.

unterschiedlichster Art und Beschaffenheit gescannt und weiterverarbeitet. Die Dienst-

Die Besonderheit in der Zusammenarbeit

arvato Hochleistungsscanner für die Digitalisierung der

leistungsexperten verfügen über umfang-

mit dem IPK besteht in der Digitalisierung

Akten (oben); auch geshredderte Dokumente können

reiches Prozess-Know-how im Bezug auf

von inhaltlich sensiblen, jedoch zerrissenen

wiederhergestellt werden (unten).

das Scannen, die elektronische Speiche-

oder geschredderten Unterlagen – einem

rung, die manuelle Nachbearbeitung sowie

bisher einzigartigen Projekt im Bereich

Workflowmanagements und eines eigens

die Übermittlung von Dokumenten in

des Dokumentenscannings. Eine ver-

programmierten Logistiksystems dazu bei,

elektronisch aufbereiteter Form.

antwortungsvolle Aufgabe, die von den

der fortschreitenden Dynamik des Projekts

Mitarbeitern von arvato mit viel Enga-

erfolgreich zu begegnen. Mit Know-

Die Dienstleistungen im Bereich Doku-

gement und unter Wahrung strengster

how und Leidenschaft arbeitet arvato an

mentenmanagement umfassen ein großes

Datenschutzvorgaben durchgeführt wird.

Innovationen im Bereich der Digitalisie-

Leistungsspektrum. So bringt arvato

Die Digitalisierung stark in Mitleidenschaft

rung und liefert seinen Kunden effiziente

beispielsweise als wichtiger Industriepart-

gezogener Dokumente und sehr kleiner

Dokumenten­managementleistungen.

ner des Fraunhofer IPK das für die virtuelle

Papierschnipsel, die hohen Qualitätsvorga-

Rekonstruktion elementare Scan- und

ben bezüglich der Bildqualität sowie große logistische Ansprüche stellen das Team

arvato AG

immer wieder vor besondere Probleme, die

Carl-Bertelsmann-Straße 161

Ihre Ansprechpartnerin

arvato seit Jahren als Partner und exklusiver

33311 Gütersloh

Kathrin Barzik

Scandienstleister des IPK zuverlässig löst.

Telefon +49 5241 80-40600

Telefon: +49 4421 76-84174

Zudem tragen Flexibilität bei der Prozess-

Fax +49 5241 80-3315

Kathrin.Barzik@bertelsmann.de

abwicklung, der Einsatz eines effizienten

www.arvato.de

Laborporträt

FUTUR 3/2011

Security Verification Lab – Sicherheit für Dokumente und Objekte Das Security Verification Lab Berlin ist eine gemeinsame Initiative der Bundesdruckerei GmbH und des Fraunhofer IPK. Ziel der Kooperation ist es, Systeme für die universelle Dokumentenidentifikation und (Ver-) Fälschungserkennung zu entwickeln und einzusetzen. Im Auftrag von Sicherheitsbehörden aus dem In- und Ausland sollen Dokumente untersucht und vorvernichtete und beschädigte Wertdrucke virtuell rekonstruiert werden.

Virtuelle Rekonstruktion geschredderter Dokumente

►►Dokumentenrekonstruktion

eine weltweit einzigartige Kompetenz zur

gemeinsamer Arbeit mit der Bundesdru-

Das Fraunhofer IPK hat vor über zehn Jah-

gerichtsfesten Rekonstruktion geschred-

ckerei GmbH neue Erkenntnisse zur Ent-

ren begonnen, Technologien zur automa-

derter Unterlagen. Im Rahmen des Security

wicklung innovativer Sicherheitsmerkmale

tisierten virtuellen Rekonstruktion vorver-

Verification Labs werden diese Technolo-

für schützenswerte Dokumente erarbeitet.

nichteter Dokumente zu entwickeln. Diese

gien den Nachfragern von Behörden und

VisionID als integriertes Erkennungs- und

Technologien sind weltweit einzigartig und

Organisationen mit Sicherheitsaufgaben

Verifikationssystem nutzt spezielle Sensor­

werden in der Pilotphase zur Rekonstruk­

(BOS) zur Verfügung gestellt und im Rah-

techniken für die Dokumentendigitalisie-

tion zerissener Stasi-Unterlagen eingesetzt.

men von Projekten mit den Anwendern

rung, die Charakterisierung physikalischer

Diverse Anfragen von vorwiegend staatli-

weiterentwickelt.

Scan- und Druckverfahren sowie die

chen Behörden aus Osteuropa, Lateiname-

Verfahren der Mustererkennung und Bild-

rika und nicht zuletzt von den deutschen

►►Dokumentensicherheit

Strafverfolgungsbehörden zeugen von

Echt oder gefälscht? Diese Frage kann mit

dem großen Potenzial der Technologie.

»VisionID« dank neuer Methoden der

Einige Erfolge der Zoll- und Steuerfahn-

Echtheitsprüfung eindeutig beantwortet

dung aus der letzten Zeit gehen auf die

werden. Seitdem es Dokumente von

Ihr Ansprechpartner

Entwicklung dieses Produkts aus Berlin

hohem Wert gibt, gibt es menschliche

Dr.-Ing. Bertram Nickolay

zurück. Als Adap­tion aus der vorgenannten

Bemühungen diese zu fälschen oder zu

Telefon +49 30 39006-201

Entwicklung besteht beim Fraunhofer IPK

manipulieren. Das Fraunhofer IPK hat in

bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

verarbeitung.

29

30 Ereignisse und Termine

Großereignis im Doppelpack Der 25. November ist für das PTZ ein bedeutender Tag. Am 25. November 1986 wurde das Produktionstechnische Zentrum mit seiner markanten Architektur eingeweiht. Auf den Tag genau 25 Jahre später, am 25. November 2011, öffnete das Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik AMP, ein Spezialbau für die Mikrofertigung, seine Tore – und vervollständigte das Gebäudekonzept.

Optimale Bedingungen für feinste Bearbeitungstechnologien und

Test komplexer Mikro­systeme sowie an der Entwicklung ganzer

perfekte Voraussetzungen für Spitzenleistungen in Forschung

Werkzeugmaschinen.

und Entwicklung – das bietet das neue Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik AMP seinen Kunden und Partnern. Das

Bis zu 100 Nanometer klein sind die Bauteile und Strukturen, die

hochmoderne Laborgebäude, das am 25. November feierlich

moderne Maschinen heute bearbeiten können. Das entspricht

eröffnet wurde, ist speziell auf die besonderen Bedürfnisse von

10-7 m oder dem Zehntel der Dicke eines Spinnenfadens. Ent-

Hoch- und Ultrapräzisionstechnologien abgestimmt. Mit Unter-

sprechend klein sind die Werkzeuge der Mikroproduktionstechnik

stützung der Fraunhofer-Gesellschaft, des Berliner Senats, des

– und entsprechend empfindlich reagieren sie auf Umgebungs-

BMBF und schließlich auch der TU Berlin konnten die benötigten

einflüsse. Würde man beispielsweise ein Auto exakt im Verhältnis

knapp 5 Millionen Euro mobilisiert werden. Dafür, dass sich das

1:100 nachbauen, würde es sich mit Sicherheit nicht proportional

neue AMP-Gebäude lückenlos in die bestehende Architektur des

verhalten wie das große Vorbild, denn Materialausdehnungen

Produktionstechnischen Zentrums PTZ einfügt, sorgte der Archi-

aufgrund von leichten Temperaturschwankungen wirken sich

tekt Professor Peter Bayerer. Er war bereits in den 1980er Jahren

überproportional stark auf die winzigen Teile aus.

an der Planung des preisgekrönten PTZ-Hauptgebäudes beteiligt und hat auch den hochmodernen Komplex aus Labor- und Büro-

Dasselbe gilt für Werkzeugmaschinen. Mit einem veränderten

flächen entworfen, der das PTZ nun um 2400 m2 erweitert.

Maßstab ist es auch hier nicht getan. Jede Präzisionsmaschine für die Mikroproduktionstechnik muss deshalb weitgehend

Hier arbeiten Wissenschaftler des Fraunhofer IPK und des IWF

neu erfunden werden. Der Präzisionsmaschinenbau ist eine der

der TU Berlin gemeinsam an der Entwicklung von Mikrokom-

Kernkompetenzen im AMP. So wurden mit mittelständischen

ponenten und mikrostrukturierten Bauteilen, der Optimierung

Partnerunternehmen Multitalente unter den Präzisionsmaschi-

von Prozessketten für die Serien- und Massenfertigung, an dem

nen geschaffen: Sie kombinieren Schrupp- und Schlichtfräser,

Ereignisse und Termine

FUTUR 3/2011

AMP-Eröffnung (v. l. n. r.): Prof. Bayerer (Architekt), Prof. Gossner (FraunhoferVorstand), Prof. Uhlmann (Institutsleiter Fraunhofer IPK), Frau Dr. Ulrike Gutheil (Kanzlerin TU Berlin), SenR Bernd Lietzau, MinR Hermann Riehl.

Abtraglaser und optische Inprozessmeßtechnik oder Abtraglaser

von Bioreaktoren im Mikro­literbereich, in denen die Synthese ab-

und eine rotierende, hochfrequent oszillierende Stiftelektrode zur

laufen kann. So kann der Materialverbrauch signifikant verringert

Funkenerosion.

und der Probendurchsatz erhöhen werden.

Wo produzierte Teile oder Strukturen mit dem Auge kaum er-

So viel wissenschaftliche Exzellenz verlangt nach einer gebühren-

kennbar sind, entgehen Produktionsabweichungen von wenigen

den Einweihung. An ein internationales Publikum aus Forschung,

Prozent der Wahrnehmung allemal. Kein Hersteller kann es sich

Industrie und Politik richteten sich die Grußworte der Gastred-

leisten, jedes einzelne Teil von seinen Mitarbeitern unter dem Mik-

ner, unter ihnen Ministerialrat Hermann Riehl, die Kanzlerin der

roskop auf Fehler prüfen zu lassen – eine ohnehin sehr ungenaue

TU Berlin Dr. Ulrike Gutheil und der Hauptgeschäftsführer der Ver-

Methode der Qualitätssicherung. Im AMP werden deshalb auch

einigung der Unternehmensverbände in Berlin und Brandenburg

Messtechniken entwickelt, die mit höchster Genauigkeit automa-

Christian Amsinck.

tisiert bestimmen, ob ein winziges Produkt Gutteil oder Ausschuss ist. Die optischen und taktilen Messgeräte des AMP helfen bei der

»Heute schließt sich nicht ein Kreis, aber ein Halbkreis«, sagte

raschen Parameterbestimmung. Für eine kontinuierliche Prozess-

Professor Eckhard Uhlmann in seiner Festansprache. Denn mit

überwachung werden die Sensoren direkt in den Arbeitsraum der

dem AMP wurde der architektonische Bogen vollendet, den die

Präzisionsmaschinen integriert. Sie sammeln permanent Informa-

Architekten bereits mehr als 25 Jahre zuvor bei der Planung des

tionen etwa zu Genauigkeit, Geschwindigkeit und Verschleiß im

Hauptgebäudes als mögliche Erweiterung des PTZ vorgesehen

Fertigungssystem.

hatten. Indem einer der damals beteiligten Architekten, Peter Bayerer, nach einem viertel Jahrhundert auch die Planung des AMP

Im AMP wird in einem Highlight-Projekt außerdem die Ver-

übernahm, setzt sich die mit dem Deutschen Architekturpreis

knüpfung der Biotechnologie mit den klassischen Ingenieurwis-

ausgezeichnete Gebäudesprache auch in dem Anbau fort.

senschaften vorangetrieben. In der interdisziplinär aufgestellten Nach-

25 Jahre Kooperation, 25 Jahre wissenschaftliche Höchstleistun-

wuchsgruppe »PrE-BioTec« greifen

gen, das ist die Tradition, an die im AMP angeknüpft wird. So war

Kompetenzen der Mikrobiologie und

der Tag der Eröffnung des zukunftsweisenden Spezialbaus auch

Genetik mit produktionstechnischem

ein Tag der Rückschau, der Erinnerung und der Würdigung der

Know-how ineinander: Wissenschaft-

ereignisreichen Geschichte des Doppelinstituts. Rund 250 Freunde

ler der Fachgebiete Fertigungstechnik,

des PTZ nahmen an dem Festkolloquium zu Ehren des Jubiläums

Werkstoffwissenschaften, Biologie

teil. Unter ihnen waren politsche Förderer und wissenschaftliche

und Mikrobiologie entwickeln innova-

Kollegen, Industriepartner und Mitarbeiter der PTZ der vergange-

tive biotechnologische Verfahren zur

nen Jahrzehnte. Professor Jörg Steinbach, Präsidente der TU Ber-

Anwendung im industriellen Kon-

lin, und Professor Rainer Stark, Geschäftsführender Direktor des

text. Im Zentrum der Arbeit steht die

IWF, begrüßten die Festgesellschaft, bevor sich das Kolloquium

sogenannte zellfreie Biotechnologie.

inhatlichen Themen der Produktionstechnik zuwandte. Bei einem

Wichtigster Forschungsgegenstand

Festessen im winterlich beleuchteten Versuchsfeld des PTZ klang

sind die Entwicklung und Optimierung

der Tag der Großereignisse aus.

Festliches Beleuchtungskonzept anlässlich des 25-jährigen PTZ-Jubiläums

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Ereignisse und Termine

Botschafter von Guatemala zu Gast am Fraunhofer IPK Am 22. August 2011 besuchte der Botschafter der Republik Guatemala, Carlos Jiménez Licona, das Fraunhofer IPK, um sich über die Bilderkennungssoftware der Abteilung Sicherheitstechnik zu informieren. 2005 wurde in Guatemala ein Polizeiarchiv wiederentdeckt, in dem u. a. die Menschenrechtsverletzungen durch Militärs während des Bürgerkrieges Anfang der 1980er Jahre dokumentiert sind. Der Bürgerkrieg kostete rund 200 000 Menschen das Leben. Die Aufarbeitung dieses Kapitels der guatemalischen Geschichte erfordert sehr viel Zeit und Einsatz – ähnlich der Aufarbeitung der Stasiunterlagen in Deutschland. Die FraunhoferTechnologie zur automatisierten virtuellen Rekonstruktion zerrissener Dokumente ist deshalb auch für Guatemala interessant.

Ihr Ansprechpartner Carlos Jiménez Licona, Botschafter von Guatemala, informiert sich über die Techno-

Dr. Bertram Nickolay

logie zur Akten-Rekonstruktion

Telefon +49 30 39006-201 bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Außenminister Ecuadors zu Gast im PTZ Große Ehre für das PTZ: Während seines Deutschlandbesuchs schaute der ecuadorianische Außenminister Ricardo Patino am 13. Oktober 2011 auch am Charlottenburger Spreebogen vorbei und informierte sich über Forschung und Entwicklung von Fraunhofer IPK und IWF der TU Berlin. Gemeinsam mit Ecuadors Botschafter in Deutschland, Jorge Jurado, testete er neuestes Produktdesign im Virtual Reality Solution Center und überzeugte sich höchstpersönlich von der leistungsfähigen Reinigungstechnologie der Fraunhofer-Forscher.

Haben alles im Blick: Ecuadors Außenminister Ricardo Patino (2. v. r.) und Botschafter Jorge Jurado (3. v. r.)

Hat alles im Griff: Außenminister Ricardo Patino beim Trockeneisstrahlen

FUTUR 3/2011

Ingenieur, Kunstliebhaber, Chronist Nur wer über den Tellerrand schaut, kann die Welt begreifen und sie verbessern.

Dr. Bertram Nickolay, Leiter der Abteilung Sicherheitstechnik am Fraunhofer IPK, ist ein solcher Tellerrandspäher. Für ihn ist Technik niemals ein Selbstzweck, sondern dient immer auch der Gesellschaft, in der wir leben. Die Rekonstruktion der zerrissenen Stasiakten etwa ist mehr als eine wissenschaftliche Herausforderung für ihn. Sie ist Teil der DDR-Geschichte, mit der er sich über enge Freunde und deren Vergangenheit verbunden fühlt. Seine jüngstes Engagement jenseits von Bilderkennung und Software-Fragen galt einem Gedenkband zu Ehren des jüdischen Schriftstellers Adam Zielinski. Als Koautor verfasste er einen Beitrag für das kürzlich im Wieser-Verlag erschienene Buch »Galizien existiert in unserern Herzen«. Darin erinnert Nickolay an seine Pläne für einen Lese- und Diskussionsabend, auf dem der Autor Zielinski und sein Werk erstmals in Berlin vorgestellt werden sollten. Durch den unerwarteten Tod Zielinskis im Juni 2010 wurde daraus ein Gedenkabend für den Schriftsteller in der ufaFabrik Berlin, der jetzt noch einmal in dem Gedenkbuch auflebt.

Ihr Ansprechpartner Dr. Bertram Nickolay

Gedenkband zu Ehren Adam Zielinakis

Telefon +49 30 39006-201 bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Truck-Event am PTZ 19 Meter ist er lang – der Showtruck der Firma Trumpf, der im Rahmen einer Roadshow am 5. September 2011 Station auf dem Parkplatz des PTZ gemacht hat. Im Innern des Trucks erwartete Besucher Laser-Life-Anwendungen wie das CO2-Lasern und der »High-Power-Festkörperlaser«. Parallel dazu informierten Wissenschaftler und Anlagenhersteller im PTZ über das breite Feld der Lasermaterialbearbeitung.

Die Tour führte den Showtruck im September durch ganz Deutschland. Nach Hamburg und Berlin standen unter Anderem Leipzig, Saarbrücken und Wuppertal auf dem Plan.

Ihr Ansprechpartner Steffen Pospischil Telefon +49 30 39006-140 steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de

Der Trumpf-Truck auf dem Parkplatz des PTZ

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Ereignisse und Termine

Parlamentarischer Abend Am 8. September 2011 luden das Fraunhofer IPK und die Deutsche Parlamentarische Gesellschaft in den Kaisersaal des Jakob-KaiserHauses ein. Etwa 20 Abgeordnete des Bundestages sowie der Botschafter von Chile nutzten das Angebot und informierten sich über die Möglichkeiten der virtuellen Rekonstruktion.

Entwickelt wurde das System, um eine automatisierte Rekonstruktion zerrissener Akten des Staatssicherheitsdienstes der ehemaligen DDR zu ermöglichen. Auch Bundestagsvizepräsident Wolfgang Thierse und der Bundesbeauftragte für die Unterlagen des Staatssicherheitsdienstes Roland Jahn waren zu Gast. Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger, Leiter des Geschäftsfeldes Automatisierungstechnik am IPK moderierte die Veranstaltung. Im Anschluss genossen Gäste und Parlamentarischer Abend im Kaisersaal

Vortragende die stilvolle Atmosphäre und diskutierten angeregt.

Ihr Ansprechpartner Steffen Pospischil Telefon +49 30 39006-140 steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de

Hoher Besuch aus Kanada Am 9. November 2011 besuchte der Kanadische Minister für Wissenschaft und Technologie, Gary Goodyear, mit einer Delegation das Fraunhofer IPK. Begrüßt wurde er von Prof. Ulrich Buller, Forschungsvorstand der Fraunhofer-Gesellschaft, und Institutsleiter Prof. Eckart Uhlmann. Nach einer Einführung zur Arbeit und Organisation der Fraunhofer-Gesellschaft durch Prof. Buller und der Vorstellung des Fraunhofer IPK durch Prof. Uhlmann konnte sich der Minister an konkreten Projekten ein Bild von der Entwicklungsarbeit am IPK machen. Im Secure Verification Lab demonstrierte Projektleiter Jan Schneider die Herausforderungen des »StasiSchnipsel-Projekts«. Arne Dethlefs führte im Versuchsfeld die Roboterzelle zur flexiblen Fertigung vor. Zum Stichwort »Elektro­

Prof. Dr. Ulrich Buller, Minister Gary Goodyear und Prof. Dr. Eckart Uhlmann

mobilität« konnte Minister Goodyear selbst aktiv werden: Unter der sachkundigen Anleitung von Projektleiter Werner Schönewolf

Ihr Ansprechpartner

transportierte er mit Hilfe eines am IPK entwickelten Micro Carriers

Steffen Pospischil

wie ein Paketbote der Zukunft Waren durch das Versuchsfeld.

Telefon +49 30 39006-140 steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de

Terminkalender

FUTUR 3/2011

Zur Wissenschaft gehört die Wissenschaftskommunikation. Unsere Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung präsentieren wir regelmäßig auf Messen, Tagungen und in Seminaren. Wo und wann Sie mit uns ins Gespräch kommen können, verrät Ihnen unser Terminkalender.

Termine Mehr Können – Veranstaltungen 2012 26./27. Jan 2012

Seminar: Wissensbilanz-Moderator

23. Feb 2012

Workshop: Produktionstechnik für zellfreie Biotechnologie

27. Feb 2012

Seminar: Requirements Engineering

1. März 2012

Seminar: Integrierte Managementsysteme

14./15. März 2012

Workshop: desCRY

14./15. März 2012

Fraunhofer Direct Digital Manufacturing Conference

15./16. März 2012

Workshop: Mikrofertigung

19./20. März 2012

Industrieller Arbeitskreis: Strahlverfahren

22./23. März 2012

Industrieller Arbeitskreis: Berliner Runde

22./23. März 2012

Workshop: Schweißsimulation

23. März 2012

Seminar: Wissensmanagement

29. März 2012

Industrieller Arbeitskreis: Werkzeugbeschichtungen und Schneidstoffe

16./17. April

Workshop: Reverse Engineering

19. April 2012

Industrieller Arbeitskreis: Keramikbearbeitung

23. - 27. April 2012

Hannover Messe

25. April 2012

Forum Sichere Identität

Weitere Informationen zu den Veranstaltungen und Möglichkeiten zur Anmeldung finden Sie unter www.ipk.fraunhofer.de/weiterbildung

TIPP INSTITUT W E R K Z E U G M A S C H I N E N U N D FA B R I K B E T R I E B T E C H N I S C H E U N I V E R S I TÄT B E R L I N

Mehr Können 2012

Veranstaltungen PRoduk t i onstechn isches Zen tRum BeRli n

Das komplette Veranstaltungsprogramm »Mehr Können 2012« von Fraunhofer IPK und IWF der TU Berlin ist als Download im Internet verfügbar. Wenn Sie ein kostenloses Druckexemplar bestellen möch­ ten, schicken Sie uns einfach eine E-Mail an: weiterbildung@ipk.fraunhofer.de Ihre Ansprechpartnerin

2012

Claudia Engel Telefon +49 30 39006-238 claudia.engel@ipk.fraunhofer.de

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Kurzprofil

Produktionstechnisches Zentrum (PTZ) Berlin Das Produktionstechnische Zentrum PTZ Berlin umfasst das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der Technischen Univer­sität Berlin und das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Kons­ truktionstechnik IPK. Im PTZ werden Methoden und Technologien für das Management, die Produktentwicklung, den Produktionsprozess und die Gestaltung industrieller Fabrikbetriebe erarbeitet. Zudem erschließen wir auf Grundlage unseres fundierten Know-hows neue Anwendungen in zukunftsträchtigen Gebieten wie der Sicherheits-, Verkehrs- und Medizin­ technik.

Besonderes Ziel des PTZ ist es, neben eigenen Beiträgen zur anwendungs­ orientierten Grundlagenforschung neue Technologien in enger Zusammenarbeit mit der Wirtschaft zu entwickeln. Das PTZ überführt die im Rahmen von Forschungsprojekten erzielten Basisinnova­ tionen gemeinsam mit Industriepartnern in funktionsfähige Anwendungen.

Wir unterstützen unsere Partner von der Produktidee über die Produktentwicklung und die Fertigung bis hin zur Wiederverwertung mit von uns entwickelten oder verbesserten Methoden und Verfahren.

Hierzu gehört auch die Konzipierung von Produktionsmitteln, deren Integration in

Ihre Ansprechpartner im PTZ Berlin Unternehmensmanagement Prof. Dr.-Ing. Kai Mertins Telefon +49 30 39006-233, -234 kai.mertins@ipk.fraunhofer.de Virtuelle Produktentstehung, Industrielle Informationstechnik Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark Telefon +49 30 39006-243 rainer.stark@ipk.fraunhofer.de Produktionssysteme, Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Telefon +49 30 39006-101 eckart.uhlmann@ipk.fraunhofer.de Füge- und Beschichtungstechnik (IPK) Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier Telefon +49 30 8104-1550 michael.rethmeier@ipk.fraunhofer.de Füge- und Beschichtungstechnik (IWF) Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark (komm.)

Telefon +49 30 314-25415 rainer.stark@tu-berlin.de

den Prozesse im Unternehmen.

AdvanCer Hochleistungskeramik Tiago Borsoi Klein M.Sc. Telefon +49 30 39006-154 tiago.borsoi.klein@ipk.fraunhofer.de Reinigungstechnik Dipl.-Ing. Martin Bilz Telefon +49 30 39006-147 martin.bilz@ipk.fraunhofer.de Verkehr Dipl.-Ing. Werner Schönewolf Telefon +49 30 39006-145 werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

Arbeitskreise Werkzeugbeschichtungen und Schneidstoffe Fiona Sammler, M.Eng.Sc. Telefon +49 30 314-21791 fiona.sammler@iwf.tu-berlin.de Keramikbearbeitung Dipl.-Ing. Florian Heitmüller Telefon +49 30 314-23624 heitmueller@iwf.tu-berlin.de

Automatisierungstechnik, Industrielle Automatisierungstechnik Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger Telefon +49 30 39006-181 joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de

Trockeneisstrahlen Dipl.-Ing. Martin Bilz Telefon +49 30 39006-147 martin.bilz@ipk.fraunhofer.de

Montagetechnik und Fabrikbetrieb Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger Telefon +49 30 314-22014 guenther.seliger@mf.tu-berlin.de

Mikroproduktionstechnik Dr.-Ing. Dirk Oberschmidt Telefon +49 30 39006-159 dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de

Qualitätsmanagement, Qualitätswissenschaft Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem Telefon +49 30 39006-118 roland.jochem@ipk.fraunhofer.de

Berliner Runde (Werkzeugmaschinen) Dipl.-Ing. Christoph König Telefon +49 30 314-23568 ckoenig@iwf.tu-berlin.de

Medizintechnik Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Telefon +49 30 39006-120 erwin.keeve@ipk.fraunhofer.de

Kompetenzzentren

komplexe Produktionsanlagen sowie die Innovation aller planenden und steuern-

Fraunhofer-Allianzen

FraunhoferInnovationscluster Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) in Energie und Verkehr Dipl.-Ing. Markus Röhner Telefon +49 30 39006-279 markus.roehner@ipk.fraunhofer.de Sichere Identität Dipl.-Phys. Thorsten Sy Telefon +49 30 39006-282 thorsten.sy@ipk.fraunhofer.de

Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik (AMP) Dr.-Ing. Dirk Oberschmidt Telefon +49 30 39006-159 dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de Benchmarking Dr.-Ing. Holger Kohl Telefon +49 30 39006-168 holger.kohl@ipk.fraunhofer.de Elektromobilität Dipl.-Ing. Werner Schönewolf Telefon +49 30 39006-145 werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

Mehr Können – Veranstaltungen 2012 Claudia Engel Telefon +49 30 39006-238 claudia.engel@ipk.fraunhofer.de Methods-Time Measurement Dipl.-Ing. Aleksandra Postawa Telefon +49 30 314-26866 postawa@mf.tu-berlin.de Modellierung technologischer und logistischer Prozesse in Forschung und Lehre Dipl.-Ing. Sylianos Chiotellis M.Sc. Telefon +49 30 314-23547 skernb@mf.tu-berlin.de PDM/PLM Dr.-Ing. Haygazun Hayka Telefon +49 30 39006-221 haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de Rapid Prototyping Dipl.-Ing. (FH) Kamilla Urban Telefon +49 30 39006-107 kamilla.urban@ipk.fraunhofer.de Simulation Dipl.-Ing. Pavel Gocev Telefon +49 30 39006-170 pavel.gocev@ipk.fraunhofer.de Self-Organising Production (SOPRO) Dipl.-Ing. Eckhard Hohwieler Telefon +49 30 39006-121 eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de Szenarien für die Produktentwicklung und Fabrikplanung Dipl.-Ing. Marco Eisenberg Telefon +49 30 314-25549 meisenberg@mf.tu-berlin.de Virtual Reality Solution Center (VRSC) Dr.-Ing. Johann Habakuk Israel Telefon +49 30 39006-109 johann.habakuk.israel@ipk.fraunhofer.de Wiederverwendung von Betriebsmitteln Dipl.-Ing. Timo Fleschutz Telefon +49 30 314-22404 tfleschutz@mf.tu-berlin.de Wissensmanagement Dr.-Ing. Dipl.-Psych. Ina Kohl Telefon +49 30 39006-264 ina.kohl@ipk.fraunhofer.de Zentrum für Innovative Produktentstehung (ZIP) Dr.-Ing. Haygazun Hayka Telefon +49 30 39006-221 haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de