Pictures of the Future - Forschungskooperation

Siemens und die Stiftung Feitoza im brasilianischen Manaus entwickeln für Handys eine Verschmelzung von realer Umwelt mit virtuellen Welten in Echtzeit.

Vielleicht ist das ja bald der Renner bei Handy-Spielen: Animierte Pandabären und ähnliche niedliche Wesen kabbeln sich im eigenen Wohnzimmer oder auf der Straße – aber nur virtuell auf dem Display des Mobiltelefons. "Die 3D-Figuren werden in Echtzeit ins Hintergrundbild eingeblendet, so dass es aussieht, als würden sie etwa auf dem realen Tisch herumlaufen", sagt Dr. Alexandra Musto, Gruppenleiterin Multimedia Applications bei Siemens Com, über das neue Spiel, das die Entwickler zunächst Cuddly Combat tauften. "Die Spieler können ihre Maskottchen zoomen, drehen und von unten oder oben anschauen. Die reale Kulisse nimmt die Handy-Kamera auf. Zwei Spieler können bei diesem Spiel über eine Bluetooth-Verbindung zwischen ihren Handys gegeneinander antreten".

Diese Verbindung von Realität und künstlichen Elementen, genannt Augmented Reality (erweiterte Realität), ist schon auf einem PC schwierig zu realisieren. Auf einem Handy mit vergleichsweise begrenzter Leistung ist es eine echte Herausforderung. Aber die Stiftung Feitoza und Siemens haben es in enger Zusammenarbeit geschafft. Die Spezialisten von Siemens entwickelten das Spielkonzept und einen Katalog von Bildverarbeitungsalgorithmen, die für Augmented Reality benötigt werden: Um reale Welt und Fiktion zu verschmelzen, muss die Software lernen, die Bewegungen des Telefons zu erkennen. Die Gruppe Multimedia Applications arbeitet seit Jahren auf diesem Gebiet. So hat sie auch den Algorithmus zur Bewegungsschätzung entwickelt, der die Grundlage für das Spiel Mozzies (Mückenjagd) auf dem Siemens-Handy SX1 bildet. Aus dieser Arbeit sind wesentliche Patente für solche Anwendungen hervorgegangen. Die Partner in der Stiftung Feitoza erarbeiteten und optimierten Verfahren zur Datenkompression und Algorithmen, die einen flüssigen Spielablauf garantieren. Das Besondere an dieser Kooperation: Die Siemens-Experten sitzen in München, und die Stiftung Feitoza im brasilianischen Manaus.

Auf die Frage, wie man als Kooperationspartner ausgerechnet auf Brasilien und Manaus kam, weist Bernhard Geisberger, Direktor PC Software bei Siemens Com und Leiter der Forschung und Entwicklung in Manaus, auf das riesige wirtschaftliche Wachstumspotenzial Lateinamerikas hin: "Nur wer vor Ort investiert, kann damit rechnen, am Wachstum teilzuhaben. Angefangen hat alles 2002 mit einem globalen Support Center für die Java und Symbian Community. Wegen der sehr positiven Erfahrungen starteten wir etliche weitere PC-Software-Kooperationen und eröffneten dann im November 2003 unser R&D Center in Manaus. Hochmotivierte Entwickler und regionale finanzielle Vorteile gaben letztlich den Ausschlag für die Stadt."

Die Entwickler wollten das Augmented-Reality-Spiel so wirklichkeitsgetreu gestalten, dass der Spieler zwischen realer Umgebung und virtueller Erweiterung nicht mehr unterscheiden kann. Die Teams mussten dazu Methoden der linearen Algebra, Algorithmen-Optimierungsverfahren, Animation, Rendering-Techniken und Künstliche Intelligenz kombinieren und auf die Zielplattform – das Betriebssystem Symbian – abbilden. Laut Renato Lopez, Direktor der Stiftung Feitoza, verordnete die Stiftung ihren Teammitgliedern dafür Kurse in Fuzzy Logic, neuronalen Netzen und Computer-Mathematik und betrieb eigene Forschung für die Bewegungs- und Kollisionsdetektion sowie die Mustererkennung. Nun ist es geschafft: Demnächst soll das Spiel für das Handy SX1 verfügbar sein.

Gemeinnützige Stiftung. Bei Feitoza arbeiten 160 der 200 Beschäftigten in Forschung und Entwicklung, die meisten davon in Projekten mit Siemens. Die Stiftung ist eine gemeinnützige Organisation. Sie will die soziale Entwicklung der Region mit Forschungsaufträgen vorantreiben. Feitoza unterhält dazu zwölf Informatikschulen und entwickelt auch Hilfen für Personen mit Behinderungen, etwa eine spezielle Computermaus. Dabei bewegt der Benutzer den Cursor des PCs mit seinen Augen und klickt durch Blinzeln Objekte an. Die Augenbewegungen erfassen mehrere Sensoren an Schläfe und Stirn.

Ein Ziel der Kooperation zwischen Siemens und Feitoza ist unter anderem die Entwicklung einer weltweit einsetzbaren Plattform für einen Mobile Phone Manager. Das ist eine Software, die etwa Kontakte, e-Mails oder SMS/MMS zwischen PC und Handy synchronisiert. Dazu kommt zusätzliche Software wie ein Bildbearbeitungsprogramm für die mit der Handykamera aufgenommenen Bilder.

Die Zeitverschiebung von sechs Stunden zwischen Deutschland und Brasilien ist bei der Kooperation kein Hindernis, im Gegenteil, sie fördert sogar die Effizienz. "Dadurch wird die tägliche Arbeitszeit verlängert", sagt Geisberger. Bei der Entwicklung der Software für das Handy SX1 schickte das Team in München jeweils am Abend die letzte Version des Mobile Phone Managers an Feitoza, wo sie weiter optimiert wurde. Wenn die Entwickler in München am nächsten Morgen zur Arbeit kamen, fanden sie schon die neueste Version aus Manaus auf ihren Computern.

Renato Lopez ist sehr zufrieden mit der Kooperation: "Dank der Partnerschaft mit Siemens verbesserten wir unsere Fachkenntnis in der Softwareentwicklung und lernten, in globalen und multikulturellen Teams zu arbeiten. Weiter sammelten wir Erfahrungen in neuen Bereichen der Software-Entwicklung für den Mobilfunk und wurden zu einer der führenden Software-Entwicklungsfirmen auf dem sich schnell entwickelnden brasilianischen Mobiltelefon-Markt."

Arbeitsschwerpunkte des Entwicklungsstandortes Manaus sind laut Bernhard Geisberger das Benutzer-Interface von Mobiltelefonen und der PC-Software. Darüber hinaus baute Siemens die Java-Entwicklung in Manaus aus und suchte neue Partnerfirmen wie das Genius-Institut, Fucapi und DBA. Die Spezialitäten von Genius, einem gemeinnützigen Forschungszentrum, sind Stimmerkennung und digitales TV. Fucapi, ebenfalls gemeinnützig, analysiert Hardware, und DBA ist eine große Softwarefirma mit etwa 1500 Mitarbeitern, mit Sitz in Rio de Janeiro und einer Zweigstelle in Manaus. Auf dem Gebiet User Interface Design treibt Siemens mit der Firma Quality Entwicklungen für die nächste Handy-Generation voran. Darüber hinaus bauen alle Partner mit der University of Amazonas besondere Schulungen auf. Manaus hat sich so zu einem bedeutenden Zentrum der Forschungskooperationen zwischen Siemens und brasilianischen Institutionen entwickelt.

Barbara Stumpp