Animation selbstständig handelnder Menschmodelle am Kaiserslauterer Forschungszentrum DFKI

Im Jahr 2002 startete am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) an der Universität Kaiserslautern das auf drei Jahre ausgelegte Forschungsprojekt CONTACT zur Simulation und Animation selbstständig handelnder Menschmodelle. Das Projekt wird im Forschungsbereich „Intelligente Visualisierungs- und Simulationssysteme“ unter der Leitung von Prof. Dr. Hans Hagen durchgeführt und mit einer Million Euro aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Diese finanzielle Unterstützung bestätigt die Qualität der schon seit vielen Jahren international sehr erfolgreichen Forschungstätigkeit der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Hans Hagen. Die Simulation und Animation „virtueller Menschen im Rechner“ gewinnt in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten eine immer größere Bedeutung. Durch das frühzeitige Einbeziehen des „Faktors Mensch“ bei der Produktentwicklung, bei der Analyse von Arbeitsabläufen sowie bei der Untersuchung von Arbeitsplatz- und Produktergonomie können die Kosten für die Entwicklung von Prototypen reduziert und die Qualität von Produkten gesteigert werden.

Die Simulation und Animation von Menschmodellen in den oben beschriebenen Anwendungsgebieten ist jedoch sehr komplex. Selbst kleine Änderungen im Ablauf der zu berechnenden Simulation und Animation erfordern oftmals eine Neuberechnung vieler Einzelschritte. Dies führt zu einem enormen Arbeits-, Zeit- und Kostenaufwand sowie dem Einsatz einer Vielzahl hoch spezialisierter Fachleute und Programmierer.Aus diesem Grund wird im Projekt CONTACT daran gearbeitet, mit Hilfe von Methoden und Techniken der künstlichen Intelligenz (KI) diesen Aufwand und somit die Kosten zur Berechnung hochwertiger Computeranimationen zu reduzieren. Mit Hilfe geeigneter Modelle und Verfahren soll der Anwender in die Lage versetzt werden, lediglich die Aufgaben vorgeben zu müssen, die die virtuellen Charaktere erfüllen sollen. Die Charaktere entscheiden dann selbstständig aufgrund ihres Wissens und mit Hilfe entsprechender KI-Methoden, welche Aktionen und Bewegungsabläufe durchzuführen sind. Hierbei behält der Benutzer jedoch stets die Kontrolle über die Charaktere, so dass er zum Beispiel ein vorgegebenes Verhalten jederzeit erzwingen kann. Die auf diese Weise berechnete Bewegung der Charaktere wird anschließend aus vorgefertigten Bewegungsbausteinen zusammengesetzt, die in einer Datenbank verwaltet und jederzeit wieder verwendet werden können.

Das im Rahmen dieses Projektes entwickelte Softwaresystem kann in vielen Anwendungsgebieten eingesetzt werden. So kann beispielsweise durch die Ergebnisse einer automatischen Simulation und Animation von virtuellen Testfahrern, das Design und die Funktionalität eines sich noch in der Entwicklung befindenden neuen Kraftfahrzeugs frühzeitig entscheidend beeinflusst werden. Darüber hinaus kann das System in interaktiven virtuellen Umgebungen, in Multimediaanwendungen oder in allen Bereichen eingesetzt werden, die von der automatischen Simulation und Animation virtueller Menschmodelle profitieren.