Können Schwärme von mobilen Robotern die bildliche Darstellung revolutionieren?
Passend zum diesjährigen Scientifica Motto «Was die Welt antreibt» lassen das Institut für Robotik und Intelligente Systeme der ETH Zürich und Disney Resarch Zürich einen Schwarm von kleinen, mobilen Robotern die Geschichte über die Entstehung des Universums darstellen. Erleben Sie live mit, wie mit nur 50 Pixeln eine Erzählung zum Leben erweckt werden kann.
«Was die Welt antreibt» – Bild aus einer Videosequenz, die die rotierende Erde darstellt. (Klicken Sie auf das Bild, um das Video zu starten.)
Die Ursprünge dieser Arbeit sind aus einer vertieften Auseinandersetzung mit der klassischen Representation von Bildmaterial entstanden: Müssen bildliche Darstellungen zwingend durch statische Pixel (wie bei modernen TV-Geräten) oder Punkte und Linien (wie bei Bildern) ausgeführt werden? Was wäre, wenn sich die Pixel selber bewegen könnten? Würden dadurch ganz neue Möglichkeiten bei der Darstellung – insbesondere bei Übergängen – und zur Interaktion mit dem dargestellten Bild entstehen?
Die gemeinsame Lösungssuche von Forschenden des Instituts für Robotik und Intelligente Systeme an der ETH Zürich sowie von Disney Research Zürich hat zur Entwicklung von DisplaySwarm geführt, einem Schwarm von kleinen, mobilen Robotern, die je mit einer LED-Leuchte ausgestattet sind. Dieser Schwarm ermöglicht ein völlig neuartiges Display, das Bildmaterial dynamisch und visuell interessant darzustellen vermag. Durch die Koordination und Interaktion zwischen den Robotern entstehen zusätzliche – das Bild überlagernde – ästhetische Effekte, die ausserhalb der Möglichkeiten von traditionellen Displays liegen.
Die Pixel von DisplaySwarm sind gegenständlich und erhalten dadurch ihren eigenen Charakter, was die Betrachtenden direkt anspricht und zum Zuschauen des bunten Treibens einlädt. Im Gegensatz zu Bildschirmen wie wir sie bisher kannten, verbindet DisplaySwarm Funktionalität mit bewegender Ästhetik, und zeigt an einem eindrücklichen Beispiel auf, wie mobile Roboter schon in naher Zukunft ihren Weg in unseren Alltag finden können.
An der «Scientifica 2011» lassen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ihren DisplaySwarm beispielhaft die Entstehung und Geschichte des Universums erzählen, passend zum Scientifica-Motto «Was die Welt antreibt». Wenn man die Performance nicht selber gesehen hat, würde man es für unmöglich halten, dass mit nur 50 Pixeln so lebendige Geschichten aufgezeigt werden können.
Die dezentrale Koordination grosser Roboterschwärme, deren optimale Verteilung zur bildlichen Darstellung sowie die lokale Interaktion zwischen mehreren Robotern sind nur einige der wissenschaftlichen Herausforderungen, die hinter der Entwicklung von DisplaySwarm stehen. Aus Ingenieurssicht stellt sich zusätzlich die Frage, wie man solche Roboter-Pixel auch auf anderen Medien, wie zum Beispiel an Wänden, befestigen kann. Die so entstandenen Roboter eröffnen ausserdem weitere Forschungsgebiete in der weiten Welt zwischen Robotik und Computergraphik.
Beteiligte
Javier Alonso-Mora
Andreas Breitenmoser
Martin Rufli
Stefan Haag
Sandro Hauri
Dr. Gilles Caprari
Dr. Paul Beardsley
Prof. Roland Siegwart