1. Maschinensehen

 

Bruno Latour vergleicht die Expeditionsschiffe des 18. Jahrhunderts mit heutigen Satelliten.

Sonargeräte, die den Meeresboden abtasten, Magnetresonanztomographen, die in unser Gehirn

eindringen oder Interferometer, welche die Atmosphäre durchleuchten, entsprächen demnach den

damals an Bord geladenen Messinstrumenten. Wie vor 300 Jahren findet sich dort die neueste

verfügbare Technik, die innovativste Technologie.

Besteht dennoch ein qualitativer Unterschied? Im Sinne der obigen Metapher gleichen den damaligen

Karten und Atlanten die operativen Bilder von heute. Visualisierungen nehmen schon seit einigen

Jahren einen entscheidenden Platz in wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Arbeitsabläufen ein. Sie

sind operativ, da sie einsetzbare und handhabbare Werkzeuge für vielfältigste Anwendungen und

Bereiche darstellen. Anders als ihre Vorgänger sind sie ihrem Wesen nach mechanisch, automatisch

und digital - Papier wird zum Screen, Rezeptoren zu Sensoren. Einer ihrer Vorteile ist

Informationsgewinnung auf große Distanz ohne jegliche Beeinträchtigung des untersuchten

Gegenstands – dabei durchdringt ihr Blick sogar Material wie Wasser, Gewebe oder Atmosphäre.

Gleichzeitig bietet das erzeugte Bild in seiner digitalisierten Form als Pixel oder Voxel universelle

Transformier- und Transportierbarkeit. Alle aufzuzeichnenden Phänomene werden darin als Bild- und

Messdaten mobilisiert, interpretiert, an den Auftraggeber beziehungsweise weiterverarbeitende

Instanzen ausgegeben und bieten in ihrer Beweiskraft Grundlage für mitunter folgenschwere

Entscheidungen.

Die progressive Datenerfassung erzeugt eine Masse an Information, die zur Selektion zwingt. Ihr wird

soweit wie möglich mit zunehmender Automatisierung begegnet, zur Entfernung von unerwünschten

Nebengeräuschen und Unschärfen, aber auch zur schnelleren Auswertung. Die Interpretation erfolgt

erst anhand geschliffener Rohdaten. Die Objektivität dieser Bilder gleicht damit weniger einer direkten

Wiedergabe oder Kopie, eher sind sie „perfektionierte, exzerpierte, geglättete Natur – erkannte Natur“1.

Diese Gebrauchsbilder besitzen gerade wegen ihrer zunehmenden Alltäglichkeit und trotz ihrer

ästhetischen Unscheinbarkeit gesellschaftliche und politische Relevanz.

Das Projekt Imaging Technologies untersucht die Methoden des Maschinensehens anhand

ausgewählter Thematiken, indem es sich dem Feld der operativen Bilder auf interdisziplinäre Weise

nähert. In Zusammenarbeit von Kunstwissenschaftlern und Medienkünstlern, Theoretikern und

Praktikern, strebt das Projekt an, die spezifische Arbeitspraxis, ihre Produzenten und Experten

darzustellen. Dazu ist die Betrachtung vor Ort, im Zentrum der zirkulierenden Information notwendig,

um der aktuell praktizierten Bildkultur der Wissenschaften im Hinblick auf Entwicklung, Auswertung

und Verwendung zu folgen- aus einem weitgefächerten Bereich wissenschaftlicher Kontexte.

Ein Teilbereich unserer Recherche untersucht visualisierte Messergebnisse seismischer Verfahren, die

durch festgelegte Parameter der Aufzeichnungsgeräte Glaubwürdigkeit beanspruchen und Ländern

erlauben, internationale Gebiete in Besitz zu nehmen. In einem anderen Kapitel erkunden wir

medizinische bildgebende Technologien, mit deren Hilfe die Aktivität des Gehirns indirekt erfasst und

interpretiert werden kann. Zugleich wird der Frage nachgegangen, ob die mentalen Prozesse, die den

Menschen in seinem Handeln steuern, in irgendeiner Weise vergleichbar sind mit den Mechanismen,

die in Maschinen Anwendung finden, um humane Aktivitäten auszuführen. Ein weiteres Unterthema

handelt von technischen Bildern der Klimaforschung, die aus Spektralanalysen von Wolken generiert

werden. Gleich sonarbasierter Abbildungen erzeugen sie einen wissenschaftlichen Raum der

Repräsentation, der eine artifizielle Erkenntnisgrundlage bildet. Auswertung und Analyse des

Bildmaterials kann bei Satellitenaufnahmen quasi in Echtzeit erfolgen und, angeschlossen an andere

geografische Werkzeuge wie netzbasierte Kartographien, Handlungsentscheidungen nach sich ziehen,

was in einem vierten Themenbereich behandelt wird.

Das Projekt wurde 2010 begonnen und über einen Zeitraum von drei Jahren entwickelt, in denen die

Teilnehmer sich auf jeweils einen Schwerpunkt konzentrierten und theoretisch wie praktisch vertieften.

Sie besuchten die entsprechenden Institutionen in kleinen Drehteams, um aus den Interviews und

Aufnahmen dokumentarische Kurzfilme zu produzieren, welche in ihrer Gesamtheit eine

Metaerzählung aktueller bildgebender Verfahren schreiben möchten.

 

Lorrain Daston, Peter Galison: Objektivität. Frankfurt am Main 2007, S. 58.

Text: Lisa Bergmann, Susan Funk, Felix Mittelberger

 

 

 

 

2. Filme der Seminarteilnehmer

 

GLORIA

Henning Arnecke

 

Der Name „GLORIA“ steht als Abkürzung für „GLObal Limb Radiance Imager of the Atmosphere“ und ist ein

gemeinsames Pilotprojekt des Forschungszentrums Jülich und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). In

einer Videodokumentation werden die Wissenschaftler bei der Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung

der ersten wissenschaftlichen Kampagne im September 2012 begleitet. Das Instrument „GLORIA“ liefert vom

Rumpf des DLR-Forschungsflugzeugs „HALO“ aus, während des Kampagnenfluges grau abgestufte Bilder in

einer Größe von 128x48 Pixel an die Bodenstation. Aus diesen vertikalen Schnitten, den Rohdaten, werden

später mittels Fouriertransformation Spektren erzeugt, die nach einem abschließenden Retrieval Auskunft über

die Konzentration und Verteilung verschiedener Spurengase liefern. Durch diese Daten soll es den

Klimawissenschaftlern ermöglicht werden, die atmosphärischen Prozesse besser zu verstehen und präzisere

Aussagen über die zukünftige Klimaerwärmung treffen zu können. Die einzelnen Arbeitsschritte am Projekt

„GLORIA“ werden in einem ca. 30minütigen Film unkommentiert gezeigt, wobei darauf geachtet wird, einzelne

Sequenzen für den Zuschauer nachvollziehbar miteinander in Bezug zu setzen. Neben den Handlungen werden

auch die Maschinen und Räume, in denen gearbeitet wird, vorgestellt. In dieser filmischen Auseinandersetzung

mit naturwissenschaftlicher Praxis werden auch Aufnahmen des Infrarot-Interferometer „GLORIA“ gezeigt und

im Hinblick auf ihre räumliche Dimension hin untersucht.

Links:

http://www.imk-asf.kit.edu/

http://www.fzjuelich.

Kontakt: harnecke@hfg-karlsruhe.de

 

 

 

Operative Kartographie

Lisa Bergmann

 

Für operative Bilder existieren unterschiedliche kartographische Einsatzmöglichkeiten. Internationale

Organisationen wie Unosat benutzen Satellitenfotografien, d.h. Radar- oder Infrarotaufnahmen, um in

Verbindung mit Geoinformationssystemen und Crowdsource-Anwendungen innerhalb kürzester Zeit

Schadensanalysen und aktualisierte Karten zu erstellen. Langer zeitlicher Planungsaufwand im Vorfeld

steht im Kontrast zur Unmittelbarkeit des Ergebnisses. Auch Statistiken erhobener Daten dienen der

Visualisierung, deren Ergebnis beinahe in Echtzeit in humanitären oder militärischen Einsätzen als

operative Karte zur Anwendung kommt. Noch beruht die Auswertung des Bildmaterials hauptsächlich auf

Erfahrung und Wissen der Mitarbeiter, doch wird an Institutionen wie dem Fraunhofer Institut für

Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) die Entwicklung von möglichen

Automatisierungsprozessen vorangetrieben, sowie die Präzision der Messungen verfeinert.

Interviewpartner sind Unosat, das Satellitenbeobachtungsprogramm des Ausbildungs- und

Forschungsinstitutes der Vereinten Nationen. Nach einem ersten Dreh im letzten Jahr werden wir einen

längeren Workshop des Ausbildungsprogrammes für Bildauswerter filmen. Außerdem werden Interviews

mit Forschern des Fraunhofer IOSB zu Themen der Höhenmessung und Multispektralanalyse mit SARSystemen

geführt und ein Versuchsaufbau beobachtet.

links:

http://www.unitar.org/unosat/

http://www.iosb.fraunhofer.de/servlet/is/11/

Kontakt: lbergmann@hfg-karlsruhe.de

 

 

Sonar

Felix Mittelberger, Susan Funk, Daniel Neumann

 

Thema des dokumentarischen Kurzfilms ist die Herstellung und Anwendung operativer Bilder im Bereich der

Hydrographie. Als Narrativ dient der schwelende Nordpolkonflikt. Die arktischen Anrainerstaaten (Russland,

Kanada, USA, Dänemark und Norwegen) versuchen jeweils eigene Ansprüche auf Gebiete und

Rohstoffvorkommen unter der polaren Meeresoberfläche geltend zu machen, indem sie nachweisen, dass ihr

Festlandsockel weiter reicht als die das nationale Territorium festsetzenden 200 Seemeilen. Als Beweise dienen

Bilddaten, basierend auf Sonaraufnahmen und Bodenproben, die der UN-Kommission CLCS (Commission on

the Limits of the Continental Shelf) vorgelegt werden. Im Februar 2012 besuchten die Studenten zu diesem

Zweck die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und führten Interviews mit Dr. Christian

Reichert, Leiter des Bereichs Maritime Rohstofferkundung. Außerdem sprachen sie mit Dr. Karl Hinz,

ehemaliges Mitglied der UN-Kommission CLCS, nun selbstständiger Berater von Staaten, welche Anträge bei

der CLCS einreichen wollen. Sie erhielten Einblicke in die technische Herstellung, die wissenschaftliche

Auswertung, sowie die juristische Verwendung operativer Bilder. Im August 2012 wird ein Teil der

Studierenden auf dem Forschungsschiff METEOR über einen Zeitraum von vierzehn Tagen den erstmaligen

Einsatz des mehrkanaligen 3D-seismischen Messsystems der BGR im britischen und deutschen Sektor der

Nordsee begleiten und dokumentieren. Ziel der Expedition ist es, oberflächennahe Amplitudenanomalien in

ausgewählten Arbeitsgebieten im deutschen Nordseesektor auf ihre Gaskonzentration zu untersuchen. Die

Studenten erwarten sich hiervon tiefere Einblicke in den Herstellungs- und Arbeitsprozesse und den direkten

Kontakt mit den bildgenerierenden Apparaturen, welche in ihren beiden Ausprägungen Seismik und Bathymetrie

die Grundlage bilden, auf welcher die CLCS ihre Entscheidungen zu treffen hat.

Links:

http://www.bgr.bund.de

http://www.un.org/Depts/los/index.htm

Kontakte: fmittelberger@hfg-karlsruhe.de, sfunk@hfg-karlsruhe.de, dneumann@hfg-karlsruhe.de

 

 

Entscheiden mit 3Tesla

Elke Reinhuber

 

Eine Theorie der maschinellen Entscheidung steht noch aus. Wesentlich wären ihr aber Kriterien wie

Eindeutigkeit, Entschlossenheit und sogar Ruchlosigkeit. Zu bereuen gibt es nichts und auch überlegt werden

muss nicht viel – alle Entschlüsse der Maschinen werden aufgrund der Datenlage gefällt und sind an eindeutige

Erkenntnisse gekoppelt. Das künstliche Auge sieht nur, was es weiß, um auf eindeutige Reize reagieren und

entsprechende Handlungsschritte auslösen zu können. Die Unterschiede zum menschlichen

Entscheidungsprozess erscheinen offensichtlich, wiewohl beide Vorgehensweisen sich einander ähnlicher

werden.

Analog zu diesem mechanistischen Verständnis des Reiz-Reaktions-Schemas verhandelt die aktuelle

Hirnforschung die Kartierung des aktiven Denkapparats, ohne tatsächlich einen Einblick in den Kopf zu

erlangen, sondern vielmehr auf Umwegen über die Messung der Intensität des Blutflusses und der Aktivität der

Hirnrinde. Aufbauend auf diese neue Technologie lassen sich die Orte der Entscheidungsfindung im Gehirn

markieren, vielleicht auch die Wege der Gedanken durch den Kopf nachvollziehen oder gar vorhersagen.

Die Recherchen zu diesem Thema werden in erster Linie am Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik

und Bildauswertung (I.O.S.B) in Karlsruhe im Bereich Bildauswertung stattfinden, und mit dem Dahlem

Institute for Neuroimaging of Emotion(D.I.N.E.) an der FU Berlin.

http://www.languages-of-emotion.de/de/dine.html

http://www.iosb.fraunhofer.de/servlet/is/4474/

Kontakt: ereinhuber@hfg-karlsruhe.de

 

 

 

Vollautomatisches Melken

Lisa Bergmann

 

In der Landwirtschaft ermöglichen bildgebende Verfahren die zunehmende Automatisierung. Die Firma GEA Farm Technologies entwickelt mit 3D-Sensorik ausgestattete Melkroboter, die die Tiere vollautomatisch melken, ohne Eingreifen des Landwirts. Gleichzeitig werden bei jedem Melkvorgang Daten zu Gesundheit und Leistung der Kühe erfasst und gespeichert. Im Film wird das Arbeitsumfeld beobachtet und die Zusammenarbeit von Mensch, Tier und Maschine.

http://www.gea-farmtechnologies.com/de/de/

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