Teleoperation über 5G Kommunikationsnetze: Erweiterung mobiler audiovisueller Kommunikation durch haptische Interaktion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eckehard Steinbach
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391986140

Audiovisuelle Kommunikation ist eine Kernkomponente von Multimediasystemen, die es ermöglichen über Entfernungen hinweg zu kommunizieren. Während die Übertragung von komprimierten Audio- und Videodaten dem Nutzer ein Gefühl von Präsenz in der entfernten Umgebung vermittelt, ist physikalische Interaktion oder die Manipulation von Objekten nicht möglich. Eine vollständige Immersion erfordert die Möglichkeit mit entfernten Objekten und Personen physikalisch zu interagieren. Das wird möglich, wenn wir traditionelle audiovisuelle Kommunikation um haptische Kommunikation ergänzen. Haptische Kommunikation ist ein relativ junges Forschungsgebiet welches das Potential hat, die Mensch-zu-Mensch und Mensch-Maschine Kommunikation zu revolutionieren. 5G Kommunikationsnetze haben in den letzten Jahren enorme Forschungsanstrengungen auf sich gezogen. Dies erfolgt auch im Hinblick auf die zukünftige Weiterentwicklung in Richtung eines Taktilen Internets, das regelungstechnische Anwendungen unterstützt. Die hierfür geforderte niedriglatente Kommunikation, hohe Abdeckung und Zuverlässigkeit und die weiter steigende Übertragungsrate machen 5G Kommunikationsnetze eine relevante Plattform für Teleoperationsanwendungen mit haptischer Rückkopplung. In diesem Projekt adressieren wir haptische Teleoperation über 5G-Netze in zwei Richtungen (1) Top-down: mit Fokus auf den Eigenschaften und Mechanismen der Anwendung unter Berücksichtigung der Dienstgüteunterstützung durch das Kommunikationsnetz; (2) Bottom-up: mit Fokus auf der Ressourcenzuweisung und der Mobilitätsunterstützung auf den unteren Schichten unter Berücksichtigung der Anwendung. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Methoden und Algorithmen für haptische Kommunikation und Ressourcenzuweisung/Mobilitätsunterstützung in 5G und die schichtenübergreifende Optimierung mit dem Ziel einer bestmöglichen Teleoperationsperformanz. Die beiden Antragsteller kooperieren auf diesem Gebiet seit Januar 2016.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Qian Liu