CabBoots

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Inhaltliche Beschreibung

Herkömmliche Navigationssysteme kommunizieren mit dem Nutzer in der Regel auf akustischer und/oder visueller Ebene. Für Anwendungen in Fahrzeugen ist diese Schnittstelle durchaus sinnvoll. Ein Display mit Richtungsanweisungen beispielsweise lässt sich geschickt in das vorhandene Armaturenbrett integrieren und steht dem Fahrer bei Bedarf mit einem kurzen Blick zur Verfügung. Die akustische Situation in Automobilen (unterdrückte Außengeräusche, vorhandene Lautsprecher) bietet die ideale Rahmenbedingung für gesprochene Navigationshinweise. Auch die Verkehrsinfrastruktur selbst stellt ein grundlegendes Raster an Interpretationsmöglichkeiten dar: Anweisungen wie "geradeaus" oder "jetzt links abbiegen" werden durch den gegebenen Straßenkontext entscheidend verstärkt.

Für das Leiten eines Fußgängers sehen die Gegebenheiten jedoch anders aus: Der Blick auf ein Display z.B. ist während des Gehens eher hinderlich. Das Auge ist beim Laufen mit der Kontrolle der Bodenbeschaffenheit, dem Erfassen von Hindernissen und der Unterstützung des Gleichgewichtssinns beschäftigt. Auch das Gehör ist aktiv eingebunden. So erkennt und ortet es z.B. mögliche Gefahrenquellen in Form von heranfahrenden Fahrzeugen. Während akustische Richtungsanweisungen aufgenommen werden, ist diese wichtige Funktion stark eingeschränkt. Doch auch mögliche Richtungsanweisungen selbst wie z.B. "geradeaus gehen" sind im Umfeld des Fußgängers oft nicht eindeutig genug (z.B. auf einem großen Platz).

"CabBoots" verfolgen eine intuitiver wahrzunehmende Informationsvermittlung. Das Feedback ist taktil wahrnehmbar indem das Interface an dem Körperteil ansetzt, das am direktesten mit dem Gehen verbunden ist: die Füße. "CabBoots" greifen dabei auf die kinästhetische Wahrnehmung am Fuß und Fußgelenk zurück. Diese kennt man von einem einfachen Prinzip, das man sich schon mit dem Gehen Lernen aneignet: "In einem Trampelpfad gehen".
Wege mit einer naturbelassenen Oberfläche haben in der Regel eine konkav ausgetretene Vertiefung. Wenn man einen solchen Weg entlanggeht, setzen die Füße nur in der Mitte des Pfades ebenerdig auf. Die Schräge am Rand des Pfades erzeugt einen kleinen Winkel am Fuß, falls sich dieser in der Nähe der Wegkante befindet. Dieser Winkel wird beim Gehen wahrgenommen - man steuert intuitiv gegen. So ist es möglich, einem Pfad nahezu blind entlangzulaufen.

In Anlehnung hieran erzeugen "CabBoots" einen künstlichen Pfad auf einer virtuellen Topografie: Elektromechanische Elemente in den Sohlen der Schuhe sind in der Lage die "Anwinkelung" des Schuhs und damit des Fußes künstlich zu erzeugen. Die imitierte Schräge ist von einer real vorhandenen kaum zu unterscheiden. Individuelle und virtuelle Pfade können über den Schuh kommuniziert werden. Versuche mit einem Prototypen zeigen, dass das Prinzip des "In einem Trampelpfad gehens" auch auf der virtuell erzeugten Topografie funktioniert. Der Träger der Schuhe wird intuitiv geleitet: da er das Prinzip vom Gehen in realen Pfaden bereits kennt, muss er seine Reaktion auf das Feedback nicht erst erlernen. Mögliche Anwendungsszenarien wären beispielsweise: Das Navigieren von Punkt A zu Punkt B, Hinweisen auf nahegelegene "Points-of-Interests", Ausweichen von Hindernissen, virtuelle Abgrenzung von begehbaren Bereichen oder die Darstellung ortsgebundener Informationen: z.B. das Abbilden häufig gegangener Wege, wie sie in der Realität beispielsweise in ausgetretenen Holzdielen spürbar werden.

Technische Beschreibung

Die Position und Richtung des Schuhträgers wird mit Hilfe der Werte der Beschleunigungssensoren, des Kompassmoduls und des GPS-Moduls (im Prototyp nicht enthalten) bestimmt und mit dem Sollwert der Navigationsdaten abgeglichen. Der virtuelle Pfad wird dementsprechend generiert. Bei Bedarf erzeugen die eingefahrenen Klappen in den Sohlen der Schuhe die künstliche Schräge des Pfadrandes.

Hardware / Software

Schuhe mit:
- 2-achsigen Beschleunigungssensoren
- Kompassmodulen
- Infrarot Distanzsensoren
- Tastern
- Servomotoren mit Klappen

Rechner mit:
- Software zum analysieren der Sensordaten
- Regeln der Servomotoren im Schuh

Hochschule / Fachbereich

Universität der Künste Berlin
Experimentelle Mediengestaltung

URL der Hochschule

» http://www.digital.udk-berlin.de/de/ [link 10]

Betreuer des Projekts

Professor Joachim Sauter

Kommentar des Betreuers

Martin Freys Projekt "Cabbots" ist im Studiengang Experimentelle Mediengestaltung als freies Forschungsprojekt im SS 05 entstanden.

Martin Frey hatte es sich zur Aufgabe gemacht eine Navigations- und Leithilfe für Fußgänger zu gestalten. Das Ziel hierbei war es, kein weiteres Navigationsgadget zu entwickeln, welches wir als Objekt wie einen Kompass oder ein Palm herumtragen müssen und visuell und akustisch mit uns kommuniziert. Er hat deshalb intelligenterweise dies in genau das Kleidungsstück integriert, das wir zum Laufen verwenden, nämlich das Schuhwerk. Die Navigation hiermit geschieht dann auch konsequenterweise taktil.

Ebenfalls intelligent gewählt war die Navigationsmetapher: Ausgetretenen Wege haben eine Neigung zur Mitte, was bei den Gehenden an den Rändern der Wegen zu Neigungen der Füße führt und uns so immer unterbewusst wieder auf die Mitte des Weges lenkt.

Ausgehend von diesen beiden Ansätzen konzipierte Martin einen Schuh der "weiß", wo er sich befindet, wo der Träger hingelangen möchte und der mit der Neigung der Sohle diesen auf den richtigen Weg lenkt.

Im Alleingang ohne externe Gelder und Hilfe hat er diesen Schuh auch technisch entwickelt und prototypisch auf allen Ebenen (Software, Sensoren, Aktuatoren) realisiert. Eine erstaunliche Leistung, die hier in den zur Verfügung stehenden drei Monaten geleistet wurde.

Das Projekt bestätigt wieder die alte Regel, dass die wirklich guten Projekte die sind, bei denen man sich fragt, warum sie nicht schon eher gedacht und realisiert wurden. "Cabbots" ist einer dieser "Meilensteine/stiefel".

Seminar / Kurzbeschreibung

Freies Klassenprojekt SS 05

Zuordnung Forschungsbereich

Klasse Kunst und Gestaltung mit Neuen Medien im Studiengang Experimentelle Mediengestaltung, Institut für Zeitbasierte Medien, Fakultät Gestaltung, Universität der Künste Berlin