Internet of Skills – das Lernen der Zukunft

Bei der diesjährigen deutschlandweiten Badminton-Hochschulmeisterschaft erreicht CeTI-Teammitglied Pit Hofmann mit der Mannschaft der TU Dresden den dritten Platz. Eine starke Leistung, die intensives Training erfordert. Forscher:innen des Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop (kurz: CeTI) wollen dieses Training auch über weite Entfernungen hinweg möglich machen: taktile Trainingsszenarien, bei denen Trainer:innen das Gefühl der Bewegung an die lernenden Personen übertragen können, sind eine Innovation, an der das Exzellenzcluster der TU Dresden arbeitet.

Das Erlernen von Fähigkeiten beruht häufig auf körperlichen Erfahrungen. Was aber, wenn Lehrkraft und Lehrling nicht am selben Ort sein können? Mit dem Internet of Skills liefert CeTI auf der Grundlage von Forschungsergebnissen einen Ansatz, um das Feedback technisch zu vermitteln – und zwar durch Textilien.

Textilien und Kleidung treten als quasi-technische Erweiterung des Körpers auf den Plan

Ob Badmintontraining, Klavierüben oder Reha-Sport – häufig sind es Kleinigkeiten, auf die es beim Lernen und Verbessern von bestimmten Fertigkeiten ankommt. Kleinigkeiten, die sich nicht immer verbal beschreiben lassen. Hier setzen neue Technologien an, mit deren Hilfe Wissen erlebbar und Menschen auf der ganzen Welt zur Verfügung gestellt wird. CeTI findet Wege, wie sich die Sinneseindrücke der Bewegung erfassen lassen und wie die Technik konzipiert sein muss, mit der diese Eindrücke vermittelt werden können. „Innovative Lehr-und Lerntechnologien eröffnen neue Möglichkeiten bei der Erforschung vielfältiger multimodaler Feedbackstrategien“, erläutert Professorin Susanne Narciss, Leiterin der Professur für Psychologie des Lehrens und Lernens. „Da gibt es zurzeit z.B. die in CeTI entwickelten Smart Kinesiotapes oder Smart Gloves. Sie bieten Informationen über zwei oder mehrere Sinnesmodalitäten an.“

Etwa beim Badminton können erfahrene Spieler:innen so die richtige Schlägerhaltung über einen Smart Glove mit haptischen Funktionen vorgeben. Lernende ziehen einen elektronischen Handschuh mit einem integrierten haptischen Kraft-Feedback-System an – ihre Hand wird dann passiv bewegt. So lässt sich die korrekte Fingerbewegung einfacher reproduzieren. Das Besondere daran: CeTI strebt eine geringe Latenzzeit an, also wenig Verzögerung bei der Signalübertragung, so dass ein Gefühl von Gleichzeitigkeit entsteht.

Schläger in die Hand, und los?

Seit Juli 2022 treibt auch Juniorprofessor Yitian Shao mit seiner Professur Smart Materials for Human-Computer Interaction die Forschung zu diesen Wearable Technologies und haptischen Schnittstellen voran: „Denkbar sind auch smarte Shirts mit dehnbarer und flexibler Elektronik, die den Winkel in Arm- und Schultergelenken sowie die gesamte Rumpfspannung korrigieren können“, beschreibt er. „Beim Badminton wären Schlagbewegungen dann schnellkräftig und gezielt ausführbar“. Bis zum kleidungsgestützten Schlagtraining müssen sich Pit Hofmann und das TUD-Badmintonteam aber noch etwas gedulden: Zunächst wird der Datenhandschuh an einem neuen Demonstrator erprobt, mit dem sich das Spiel „Temple Run“ steuern lässt.

Exzellenzcluster CeTI der TU Dresden

Das Internet of Skills ist einer von drei Anwendungsbereichen bei CeTI. Ziele sind u.a. die unkomplizierte Zusammenarbeit mit Industrierobotern oder Teleoperationen über große Distanzen. Dafür betreibt das CeTI-Team aus Ingenieur:innen, Informatiker:innen und Psycholog:innen interdisziplinäre Forschung und behandelt Forschungsthemen wie die komplexe Rolle der menschlichen Kontrolle bei Mensch-Maschine-Interaktion.

© Jörg Simanowski

Auch Sensor- und Aktuatortechnologie, Software- und Hardware-Designs und Kommunikationsnetzwerke kommen dabei zum Tragen.

CeTIs zentrale Vision ist die verbesserte Kollaboration zwischen Mensch und Maschine (sog. cyber-physische Systeme, CPS) in realen, virtuellen und entfernten Umgebungen. Durch die Forschung soll der Zugang zu Fähigkeiten und Know-how demokratisiert werden, um die Gleichberechtigung von Menschen unterschiedlichen Geschlechts, Alters, kulturellen Hintergrunds oder mit körperlichen Einschränkungen zu fördern.

Weitere Informationen
Doreen Böttcher
Technische Universität Dresden
Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop
CeTI – Cluster of Excellence
Tel.:     +49 351 463-40407
Mobil: +49 160 963 770 19
E-Mail:

Web: https://www.ceti.one