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Orientierungshilfe im Raum

Der Geoinformatiker Ioannis Giannopoulos ist seit 2018 der jüngste Universitätsprofessor an der TU Wien. Der gebürtige Grieche, der zuletzt an der ETH Zürich als Lektor und Forscher tätig war, untersucht, wie Technik uns helfen kann, mit raumbezogenen Daten umzugehen.

Wenn das Team von Ioannis Giannopoulos Experimente durchführt, sieht es ein wenig so aus, als würde man einen Science-Fiction-Film drehen: Versuchspersonen tragen Spezialbrillen, die computergenerierte Objekte direkt vor deren Augen projizieren, andere tragen Helmkameras, Eyetracker oder Spezialarmbänder mit Sensoren.
Was all diese Forschungsprojekte eint: Es geht dabei stets um räumliche Daten. Denn neue Technologien sollen uns helfen, uns im Raum besser zurechtzufinden und raumbezogene Informationen intuitiv aufzunehmen. Es kann dabei um die Aufgabe gehen, in einer fremden Stadt den richtigen Weg zu finden – oder aber auch um die Frage, an welcher Stelle man die Straße aufgraben muss, um das Abwasserrohr zu finden. Raumbezogene Daten bestimmen unser Leben.

Koordinaten im Kopf
„Unser Forschungsgebiet ist eine Nische, die international gerade massiv an Bedeutung gewinnt“, sagt Ioannis Giannopoulos. „Die Geoinformation verbindet die Computerwissenschaft mit den Geowissenschaften und mit den Kognitionswissenschaften. Wir arbeiten mit Sensoren, Satellitendaten und Computercodes, gleichzeitig kooperieren wir auch mit Forschungsteams aus der Psychologie oder der Stadtplanung.“
Giannopoulos stammt aus Griechenland. In Saarbrücken studierte er Informatik, für seine Masterarbeit forschte er am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz und beschäftigte sich dort mit der Interaktion zwischen Mensch und Computer – ein Fachgebiet, das ihn bis heute nicht losgelassen hat. Nach dem Masterstudium wechselte er an die ETH Zürich, um im Team von Prof. Dr. Martin Raubal zu promovieren. „Das kam für mich eher überraschend. Ohne mich zu bewerben, bekam ich damals ein Angebot für eine Dissertationsstelle“, berichtet er.

In Zürich untersuchte Giannopoulos, wie sich Menschen in einer Stadt zurechtfinden. Versuchspersonen wurden mit einem klassischen auf Papier gedruckten touristischen Stadtplan ausgestattet. Sie trugen eine Eye-Tracking-Brille, die es erlaubte zu untersuchen, wohin sich ihr Blick richtete. Es zeigten sich zwei Strategien: Das Erkennen markanter Gebäude in der Umgebung, die dann auf der Karte gesucht werden – oder umgekehrt, nach Elementen der Karte wird in der Wirklichkeit gesucht. Mit Hilfe des Eye-Trackers sind unterschiedliche Strategien erkennbar und ihre Erfolgsquote kann gemessen werden.

Diskrete aber zuverlässige Assistenz
„Mittlerweile sind wir so weit, dass wir mit Hilfe künstlicher Intelligenz sogar einschätzen können, ob jemand mit Hilfe des Stadtplans gerade eine Route plant, nach einem Restaurant in der Nähe sucht oder eine andere Aufgabe lösen möchte“, sagt Ioannis Giannopoulos. Solche Erkenntnisse kann man dann etwa verwenden, um bessere Assistenzsysteme zu entwickeln, die unaufdringlich und treffsicher die richtigen Hinweise geben. „Beim Gehen ständig aufs Handy zu starren, ist unangenehm. Aber stattdessen kann man auch einen Navigationsassistenten entwickeln, der zum Beispiel das Handy vibrieren lässt, wenn ich an der Straßenkreuzung meinen Blick in die richtige Richtung richte.“

Hier verschmilzt die Geoinformation mit den Kognitionswissenschaften: Das Ziel ist eine Technologie, die nicht mehr unsere gesamte Aufmerksamkeit beansprucht, weil sie diskret im Hintergrund erkennt, wenn wir Hilfe brauchen. Die Technik soll nicht dazu führen, uns völlig von ihr abhängig zu machen, sie soll uns vielmehr helfen, eine Karte im Kopf anzulegen, nach der wir uns auch ohne elektronische Hilfsmittel orientieren können.

Damit das aber funktioniert, müssen die Geräte zuverlässig erkennen, wo sie sich befinden. Im Freien kann man dafür GPS-Daten verwenden, in Innenräumen auch optische Kameras, die Räume und Objekte wiedererkennen. Hinzu kommen verschiedene Sensoren, mit denen man Bewegungen und Drehungen messen kann. Ein wichtiges Zukunftsthema ist für Giannopoulos die „Mixed Reality“: Im Gegensatz zur Virtual Reality, bei der man Bildschirmbrillen trägt, die einen in völlig neue digital generierte Welten versetzen, sieht man in der Mixed Reality nach wie vor die natürliche Umgebung, zusätzliche Informationen können jedoch mit Hilfe einer Brille eingeblendet werden – etwa wichtige Beschriftungen beim Reparieren technischer Anlagen oder Leitungsrohre, die unter dem Straßenasphalt versteckt sind.

IOANNIS GIANNOPOULOS arbeitet nicht nur an einem jungen, aufstrebenden Forschungsgebiet, er ist auch selbst ein bemerkenswert junger, aufstrebender Forscher: Er wurde 2017 mit nur 31 Jahren als jüngster Universitätsprofessor an die TU Wien berufen und trat im Jänner 2018 die Stelle an. Seine fachliche Reputation war ihm vorausgeeilt, denn bereits 2014 war er als Dissertant in Zürich als eines von drei jungen Talenten ausgewählt worden, die ETH bei der jährlichen Galaveranstaltung für die Industrie zu vertreten. Nach Abschluss seiner Arbeit erhielt er den Culmann-Award für ausgezeichnete Dissertationen. 
Sein Wechsel nach Wien ermöglicht ihm nun den Aufbau einer weltweit führenden Forschungsgruppe für Geoinformation. „Die Voraussetzungen dafür sind sehr gut, Erfolge bereits sichtbar“, betont Giannopoulos. Schon kurz nach Antritt seiner Professur in Wien wurde er von dem Geoinformations-Softwarehersteller ESRI in das ESRI Development Center (EDC) Programm aufgenommen, eine Initiative von Esri, die Universitätsabteilungen mit hervorragender Lehre und Forschung im Bereich der Geoinformationssysteme unterstützt. „Das stärkt die enge Verbindung zwischen akademischer Forschung und Industrie, davon können wir alle nur profitieren“, zeigt sich Ioannis Giannopoulos überzeugt.

http://geoinfo.geo.tuwien.ac.at

Autor/in:
Redaktion Architektur & Bau Forum

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