Fraunhofer IOSB: Roboter kann Porträts zeichnen

Das Fraunhofer IOSB zeigt auf der Cebit einen Roboter, der Besucher porträtiert. Die Technik wurde aber eigentlich dafür entwickelt, die Reflexionseigenschaften von Oberflächen zu testen.

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Zeichnender Roboter: Linienzeichnung nach einem Digitalfoto
Zeichnender Roboter: Linienzeichnung nach einem Digitalfoto (Bild: Werner Pluta/Golem.de)

Stillsitzen - aber nur ein bisschen: Zwar dauert die Porträtsession mit dem Roboter etwa 10 Minuten. Aber der Porträtierte muss nur für ein Foto posieren: Eine Kamera, die auf dem Roboterarm sitzt, nimmt es auf. Ein Bildbearbeitungsalgorithmus verwandelt dann das Foto in eine Linienzeichnung, die der Roboter auf eine Tafel malt. Anschließend präsentiert er das Bild dem Publikum, wischt die Tafel sauber und der Nächste kann Modell sitzen.

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Der Roboter sei ein ganz normaler Industrieroboter des deutschen Herstellers Kuka, wie er in vielen Fabrikhallen eingesetzt werde, erklärt Martina Richter vom Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) im Gespräch mit Golem.de. Allerdings sei das Zeichnen nur eine Messeanwendung - im heimischen Ettlingen bei Karlsruhe dient der Roboter einem anderen Zweck: Er wird für BRDF-Messungen eingesetzt. BRDF steht für Bidirektionale Reflektanzverteilungsfunktion. Diese Funktion beschreibt die Reflexionseigenschaften einer Oberfläche.

Bewegliche Lichtquelle

Die Untersuchung findet in einem komplett abgedunkelten Raum statt. Ein Gegenstand wird auf einen dreh- und hebbaren Tisch gelegt und von einer beweglichen Lichtquelle aus den verschiedensten Winkeln angeleuchtet. Der Roboterarm mit der Kamera hängt unter der Decke und misst das reflektierte Licht.

  • Zeichnender Roboter beim Fraunhofer IOSB (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • Der Roboter zeichnet ein Linienbild, ... (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • ... das ein Algorithmus aus einem Digitalfoto erstellt hat. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
Zeichnender Roboter beim Fraunhofer IOSB (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Eine solche Messung sei recht umfangreich, erzählt Richter. Bei einer einfachen Messung werden 200 Punkte beleuchtet und die Reflexion bestimmt. Es könnten aber auch 10.000 und mehr Messpunkte genommen werden. Die BRDF-Messung läuft dann ohne Unterbrechung etwa vier bis fünf Tage.

Reflexion testen

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Getestet werden unterschiedliche Materialien, deren Reflexionseigenschaften wichtig sind, etwa Verkehrsschilder, Reflektoren für Fahrräder, Schulranzen beziehungsweise Sicherheitskleidung oder auch neue Lacke für Autos. Der Hersteller bringt sein Produkt nach Ettlingen, wo die Fraunhofer-Forscher dann die BRDF-Messung vornehmen. Seit etwa einem Jahr bietet das Fraunhofer IOSB diese in Deutschland einzigartige Dienstleistung an.

Denkbar sei auch, das Verfahren dazu einzusetzen, realistischere 3D-Computergrafiken, etwa für Spiele, zu erstellen. Computerspielehersteller erzeugten zwar Reflexionsmodelle von Gegenständen. Dabei werde aber der Einfallswinkel des Lichts nicht variiert. Ihr Messverfahren ermögliche aber realistischere Simulationen, sagt Richter.

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