Shared Space Spaxels 2014

Seit 2013 beschäftigen sich das Ars Electronica Futurelab und Mercedes-Benz mit einer herausfordernden Frage autonomer Mobilität: Wie können wir Menschen mit selbstfahrenden Roboterautos kommunizieren, sodass wir uns dabei wohl und sicher fühlen?

Zur Annäherung an dieses Thema hat das Ars Electronica Futurelab zwei interaktive Experimentierfelder realisiert, in denen der „Shared Space“ – der von Mensch und Maschine geteilte Verkehrsraum der Zukunft – für Testpersonen erlebbar gemacht wird. Das erste dieser haptischen Simulationsfelder heißt Shared Space Spaxels und wurde beim Mercedes-Benz Future Talk Robotics im Sommer 2014 der Öffentlichkeit vorgestellt.

Wie der Name schon sagt, kommen für dieses Projekt die am Ars Electronica Futurelab entwickelten Spaxels zum Einsatz: Das sind mit LED-Modulen ausgestattete Quadcopter, deren Position im Raum mithilfe eines Infrarot-Tracking-Systems millisekundengenau bestimmt werden kann. Im acht mal acht Meter großen Interaktionsfeld simulieren drei Spaxels und bis zu drei menschliche Interaktionspartner unterschiedliche Verkehrsszenarien. Die Quadcopter kommunizieren dabei per Lichtsignal oder definierten Flugbewegungen mit den Personen in ihrer Umgebung. Die Personen können wiederum per haptischem Interface oder per Gestensteuerung mit den fliegenden Robotern „sprechen“, sie etwa mit hochgestrecktem Arm zu sich rufen oder per Fingerzeig auf eine Parkposition in entsprechender Richtung schicken.

 

Per Gestensteuerung wird ein Quadcopter herbeigerufen, seine Flughöhe verändert oder zum Parken geschickt.

Mit einem „magischen“ Autoschlüssel wird die Flugrichtung der Quadcopter bestimmt.

 

In unseren ersten Tests hat sich gezeigt, dass die Kommunikation mittels Gesten einige Herausforderungen mit sich bringt. Kulturelle Unterschiede oder Auswertungsprobleme bei schlechter Kameraperspektive sind nur zwei Beispiele. Trotzdem haben sich simple Arm- und Fingerbewegungen, beispielsweise die nach vorne gerichtete Handfläche als Stoppgeste, als intuitive Kommunikationsmittel erwiesen.

Besonders relevant wird jedenfalls sein, dass auch die mobilen Roboter von ihrer Seite aus Klartext mit uns reden. Proaktive Kommunikation durch das autonome Fahrzeug, also das frühe Nach-Außen-Signalisieren von Zuständen, Prozessen und anstehenden Entscheidungen, dürfte eine wesentliche Voraussetzung für eine angenehme Mensch-Maschine-Kooperation darstellen. Dieser Punkt kommt auch bei den Shared Space Spaxels zum Tragen, beispielsweise in einer interaktiven Szene, in der eine Testperson die Flugbahn eines Quadcopters quert. Je nach Testbedingung agiert das herbeifliegende Spaxel unterschiedlich. Entweder es bremst ohne Vorankündigung für den Interaktionspartner ab oder aber es kommuniziert bereits proaktiv per grünem Farbsignal nach außen, dass die Person erkannt wurde und daher sicher kreuzen kann. Alternativ kann das Spaxel in den Empfangsmodus wechseln und auf eine Stoppgeste der Testperson reagieren.

 

Crossing the flight path: When the quadcopter proactively activates illuminated signals, humans interacting with it usually feel more secure.

 

Insgesamt schaffen es die Shared Space Spaxels, eine Vorstellung davon zu vermitteln, wie es sich anfühlen wird, inmitten smarter autonomer Roboter zu Fuß unterwegs zu sein. Obwohl unsere Spaxels in puncto Gewicht und Größe natürlich nicht mit realen Automobilen mithalten können, stellen sie gerade in einer frühen explorativen Forschungsphase praktikable Repräsentanten dar. Mit ihrer Fluggeschwindigkeit von bis zu 60 km/h und einer Flughöhe, die wir bewusst etwa auf Schulterhöhe der Testpersonen angesetzt haben, geht von ihnen eine große haptische Wirkung aus. Nicht zuletzt sind die Shared Space Spaxels dadurch auch eine interessante Alternative oder Ergänzung zu virtuellen Simulationsumgebungen.


Research & Development:

Roland Haring, Christopher Lindinger, Alexander Mankowsky, Martina Mara