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Klettern meets Science Fiction

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Informatik meets Klettern

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Wie kamen die Saarbrücker Frederik Wiehr und Felix Kosmalla, zwei Doktoranden an der Universität des Saarlands, zu dieser Idee? Wie kam es zu Climbtrack?
Den PC im Informatikstudium gegen Magnesia und Nervenkitzel auszutauschen ist mehr als ein Hobby. Klettern ist ihre Leidenschaft.
Doch auch in der Kletterhalle lässt sie die Informatik nicht los, denn sie sind Stammgäste. Als der Hallenbetreiber mitbekommt, dass sie "irgendwas mit Informatik" machen, kommt er auf sie zu. Er braucht ihre Hilfe. Wie kann er seine Halle aufrüsten? Wie kann er sie noch besser machen?
Frederik und Felix ließen sich einspannen und verbanden damit ihr Hobby mit ihrem Studium. Nächte schlugen sie sich um die Ohren. Konzepte wurden ent- und verworfen. Dann endlich die Idee, Frederik erinnert sich noch genau:

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Beta + Cube

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Aber Kletterhallen mit fragilen Kameras und Stativen auszustatten, das schien nicht die optimale Lösung zu sein. Zu schnell könnte etwas zerstört werden. Eine Schutzvorrichtung musste her.
Die Geburtsstunde des Betacube. Der Name setzt sich aus "Cube" im englischen Würfel und "Beta" zusammen. Das bedeutet im Jargon der Kletternden, besondere Informationen über einen Anstieg zu bekommen. Für die Kletterfans Felix und Frederik der perfekte Name für ihre Forschung.
Der Betacube sieht erst einmal aus wie eine bunte Holzkiste. Am Rand ein kleiner silberner Knopf. Bausteine, ein Springteufel, alles könnte er enthalten. Doch er ist randvoll mit Technik - nicht nur zum Aufnehmen erklärt Felix:

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Blob Detection

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Wie erkennt der Betacube die verschieden angeordneten Klettergriffe - und das an jeder beliebigen Wand?
Das Zauberwort heißt Blob Detection, eine in der Bildverarbeitung häufig genutzte Methode.
Zuerst wird ein Abbild der Kletterwand erstellt. Die Software teilt das Bild dann in Unmengen kleiner Blobs ein. Das sind zusammenhängende Regionen mit ähnlicher Farbinformation. Gibt es keinen gleichfarbigen Bereich in der unmittelbaren Umgebung, ist ein Blob fertig. Auf dem Bild oben ist ein Teil dieser Blobs dargestellt. Um jeden fertigen Blob kann ein Rechteck gelegt werden. Stimmen die vordefinierten Parameter wie beispielsweise die Größe mit dem Rechteck überein, wird es als Griff erkannt.
Auf die Art erkennt die Software genau, wo sich welcher Griff an der Kletterwand befindet.

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Hindernisparcours im Weltall

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Science Fiction meets Informatik. Der Betacube wirft einen Hindernisparcours an die Kletterwand. An dieser arbeitet sich Frederik entlang. Ziel ist es das Raumschiff zu erreichen. Um ein Haar wäre er zu nahe an die tödlichen Blitze gekommen. Monströse Sandwürmer schießen aus dem Boden. Frederik weicht ihnen ächzend aus.
Fast ist es geschafft. Da zeichnet sich eine erneute Herausforderung ab. Im obigen Bild ist zu sehen, wie sich der Todesstern bedrohlich nähert. Schafft er es nicht, der Gefahr aus dem bekannten Film Star Wars auszuweichen, hat er verloren.

Das Science Fiction Spiel ist aber nicht nur ein einmaliger Spaß. Der Betacube hat noch mehr zu bieten, zeigen Frederik und Felix:

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Ein Award für Climbtrack

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Dass Climbtrack nicht nur eine nette Spielerei ist, sondern auch ein Potenzial hat, das bewiesen die Forscher im März 2016. Vom Bundesministerium für Bildung und Forschung wurde den beiden der Innovation Award verliehen. Beim CeBIT Innovation Award ist das wichtigste Kriterium, die Erfindung möglichst einfach nutzen zu können. Das Tüfteln und Scheitern hat sich für Frederik und Felix ausgezahlt. 50.000 Euro Preisgeld erhielten die beiden für Climbtrack. 


Doch den Informatikern geht es nicht um eine Vermarktung, sie forschen um des Forschens willen. 
Felix arbeitet an einer Art zu Klettern, die ausschließlich virtuell verläuft. Anstatt einen Projektor zu benutzen, wird das Abbild der Wand in eine digitale Welt eingeflochten und über eine 3D Brille dargestellt. In diesem Experiment befindet sich der Kletternde an einer steilen Felswand. Schnee rieselt herab und erschwert die Sicht. Neben einer Ziege überrascht auch ein Adler den Kletternden. Kreischend stürzt der mächtige Vogel in die Tiefe.
Auch hier wird auf Climbtrack aufgebaut. Der Betacube kann die digitale Welt, die der Kletternde durch seine Brille sieht, an die Kletterwand projizieren. Dadurch sehen Umstehende, was der Kletternde sieht. So können beispielsweise erfahrenere Kletternde Hinweise geben und sich so indirekt am Spiel beteiligen.
Wer sich dieses neue Projekt genauer ansehen möchte, kann das auf Felix' YouTube Kanal unter: https://www.youtube.com/watch?v=ock-jKru81o


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Autorin: Sophia Lother
Artikel erstellt im Rahmen des Seminars "Journalismus Vertiefung" am Institut für Germanistik: Wissenschaft – Medien – Kommunikation des Karlsruher Institut für Technologie (KIT).
Betreuerin: Prof. Dr. Annette Leßmöllmann

Mit Dank an Frederik Wiehr und Felix Kosmalla für den Besuch in der Universität des Saarlandes

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Übersicht

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Kapitel 1 Climbtrack

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Kapitel 2 Die Anfänge

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Kapitel 3 Der Betacube

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Kapitel 4 Die Technik

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Kapitel 5 Das Spiel

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Kapitel 6 Die CeBIT

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