Pictures of the Future Frühjahr 2005
Remote Services – Videodaten über Handy
Service mit Blickkontakt
Expertenwissen genau dort zur Verfügung zu stellen, wo es gebraucht wird – das ermöglicht eine neue Technik für Video-Liveübertragungen über GSM.
Bei VSS hat die Service-Technikerin beide Hände frei. Das System besteht aus einem speziellen tragbaren Computer, einer kleinen Kamera, die auf dem Kopf getragen wird, sowie einem Bildschirm mit einem Display aus organischen Leuchtdioden. Damit kann die Wartungs-Ingenieurin Diagramme, Markierungen oder Livebilder sehen beziehungsweise selbst an Experten übermitteln
Plötzlich blinken an einer Anlage die roten Lichter, ein Alarm ertönt, und der diensthabende Techniker kann das Problem nicht lösen. Ein Experte per Telefon soll helfen – und dann wird es richtig kompliziert. Welche Typennummer hat die Maschine? Welche Anzeige sehen Sie gerade? Haben Sie Schalter Nummer 27 oder 28 betätigt? Und so weiter.
Um solche Probleme effizienter bewältigen zu können, haben Forscher von Siemens Corporate Technology (CT) ein mobiles Hilfssystem für Dienste aus der Ferne entwickelt. Mit diesem Visual Service Support (VSS) können Audio- und Videodateien in Echtzeit und in hoher Qualität übertragen werden – ohne Breitbandverbindung. VSS funktioniert mit gewöhnlichem GSM-Mobilfunk und der niedrigen Standard-Datenrate von 9,6 kbit/s. Dadurch können sich ein Techniker im Außendienst und ein Experte an einem beliebigen Ort der Welt live über Bild und Ton verständigen. Und sie haben auch noch beide Hände frei: "Mit VSS konnten wir zum ersten Mal zeigen, dass so etwas funktioniert", sagt Dieter Kolb, Leiter der Entwicklungsarbeiten.
Dieser Erfolg ist in vielerlei Hinsicht bedeutend. Zum einen befinden sich viele Industrieanlagen – von Abfüllanlagen über Trafostationen bis zu Bergbau- und Ölbohranlagen – in entlegenen Gegenden, wo nur GSM zur Verfügung steht. Aber selbst dann, wenn eine leistungsstärkere Infrastruktur wie GPRS oder UMTS vorhanden ist, kann der Anwender nie sicher sein, welche Datenrate er wie lange tatsächlich nutzen kann, da die Bandbreite von der aktuellen Zahl der Netzteilnehmer abhängt. Und schließlich haben viele Firmen Bedenken, externen Service-Partnern Zugang zu ihren Firmennetzen zu gewähren, sodass sogar ein WLAN-Netz – das für VSS ideal wäre – oft nicht für Remote Service genutzt werden kann.
VSS kann als einziges System Videodaten so komprimieren, dass sie mit fünf Bildern pro Sekunde über einen GSM-Kanal übertragen werden können. Das ist schnell genug, um bewegte Bilder zu erzeugen. Alle Funktionen sind in einem kompakten Gerät zusammengefasst, das auf die ergonomischen Anforderungen von Servicetechnikern maßgeschneidert wurde. Falls nötig, kann sich der Techniker auch dafür entscheiden, kein Video, sondern Einzelbilder mit höherer Auflösung zu versenden. Ebenfalls wichtig: Die Bilder können vor Ort mit Anmerkungen versehen werden, beispielsweise können wichtige Objekte mit einem Kreis markiert werden.
Wartung mit Augmented Reality
Augmented Reality stellt eine weitere Verbesserung von VSS dar. Siemens arbeitet seit Jahren mit verschiedenen Partnern daran, diese Technik der erweiterten Realität (AR) für Wartung oder Schulung aus der Ferne zur Marktreife zu führen. Damit bekommen Techniker vor Ort über eine Datenbrille zusätzliche Informationen in ihr Sichtfeld eingeblendet. Sie können so insbesondere bei der Ausführung komplexer Tätigkeiten unterstützt werden. Im vom deutschen Bundesforschungsministerium unterstützten Projekt Artesas wird jetzt ein System entwickelt, das für Fahrzeuge, Flugzeuge oder Automatisierungstechnik gedacht ist. Siemens Automation and Drives konzentriert sich mit den Partnern auf die Erkennung von Objekten bei der automatische Verfolgung des Blicks des Technikers sowie auf die nutzergerechte Gerätetechnik. Um das Realbild mit Hinweisen überlagern zu können, waren bisher Markierungen vor Ort nötig, damit Hilfsinformationen anhand der Anhaltspunkte exakt an die richtige Stelle im Sichtfeld platziert werden konnten. Nun soll die AR-Technik Objekte auch ohne Marker erkennen, was die Praxistauglichkeit deutlich erhöhen würde. Forscher von Corporate Technology verfolgen einen Ansatz, mit dem auch die Kameras von Handys AR-tauglich werden. Das Team um Dr. Andreas Hutter hat eine Software entwickelt, die allein durch Schwenken des Handys einen Tiefeneindruck mit den im Raum vorhandenen Objekten in Echtzeit errechnet. Das System kann Objekte identifizieren, und ins Bild lassen sich auch Hinweise einblenden.
Riesiges Potenzial. VSS beruht auf dem neuen – von Siemens mit entwickelten – Videokompressionsstandard MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding), der auch als H.264 bekannt ist, sowie einem zugehörigen Video-Codec. Dieser Algorithmus kodiert und dekodiert die Signale nach den Spezifikationen des Standards. "Um eine Videoübertragung mit nur 9,6 kbit/s zu erreichen, muss man alle Redundanzen zwischen den Einzelbildern eliminieren. Wir tun das mit Hilfe eines schnellen und effizienten Algorithmus zur Abschätzung von Bewegungen", erklärt Norbert Oertel, der die Entwicklung des Codec bei CT leitete. "Natürlich bringt dieses Verfahren den Mikroprozessor an seine Grenzen, aber es lohnt sich, denn für Videoübertragungen unter 64 kbit/s sind wir damit ohne Konkurrenz."
Das macht VSS zukunftsweisend. So arbeitet der Siemens Technology Accelerator (STA), der auf die Vermarktung innovativer Technologien spezialisiert ist, bereits eng mit internen und externen Partnern zusammen, um aus VSS ein Produkt zu machen. "Wir sehen einen Markt von mindestens 50 Mio. € pro Jahr, und einen potenziellen Markt, der zehnmal so groß ist", sagt Albrecht Goecke, der beim STA die Vermarktung koordiniert. Besonders geeignet wäre VSS für Bohrinseln auf hoher See. "Wenn eine Bohrplattform eine Stunde lang abgeschaltet werden muss, kann das für die Ölfirmen Verluste von mehr als 100 000 Dollar bedeuten. Mit VSS wären die Techniker schneller und effizienter, und man kann sich einen Großteil der teuren Experten-Einsätze vor Ort sparen." Goecke und auch die Partner bei Siemens Industrial Solutions and Services (I&S) sehen in VSS nicht nur ein wertvolles Werkzeug für die Unterstützung von Vertrieb und Kundendienst bei bestehenden Siemens-Anlagen, sondern auch einen Weg, um eine Vielzahl neuer Kunden zu gewinnen. So könnte man mit VSS einen internationalen Experten-Pool einrichten – eine Art virtuelles Callcenter, das lokale Techniker via VSS mit Fachwissen, Online-Bedienungsanleitungen, Software-Downloads und vielem mehr unterstützt.
Reinhold Achatz, der die CT-Abteilung Software & Engineering leitet und an der Vermarktung von VSS beteiligt ist, sieht dies genauso: "VSS kann uns helfen, Siemens noch stärker als Dienstleistungsunternehmen zu positionieren. Damit können wir neue Geschäftspotenziale auch dort erschließen, wo wir im Moment noch nicht präsent sind – etwa an Orten, die zu entlegen, zu teuer oder zu gefährlich sind, um Fachleute hinzuschicken." Nach Achatz’ Meinung könnte VSS in Zukunft "einen Paradigmenwechsel im Arbeitsalltag von Servicemitarbeitern" verursachen: "VSS wird die Tür öffnen für intuitive Dienstleistungen und einen leichteren Zugang zu Expertenwissen – wo und wann immer es gebraucht wird. Nicht nur an spektakulären abgelegenen Standorten, sondern auch in ganz alltäglichen Umgebungen wie etwa Autowerkstätten. Ich glaube, dass diese Technologie in etwa zehn Jahren so allgegenwärtig sein könnte, wie es das Mobiltelefon heute schon ist."
Arthur F. Pease