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Trends

Spracherkennung und -steuerung

Die Verbreitung von Sprachsteuerung in industriellen HMIs stellt eine wahrscheinliche Evolutionsrichtung. Dafür sprechen folgende Beobachtungen:

  • Im Verbrauchersegment scheint diese Technologie bereits wohl etabliert; sogar Anwender ohne ausgewiesene Technologiefaszination nutzen diese HMIs auf ständiger Basis für komplexe Anwendungen wie Navigation.
  • Eine Sprachsteuerung bedeutet für viele Produktionsprozesse von Industrie bis hin zu Medizintechnik einen unmittelbaren Mehrwert.
  • Auf der gegenwärtigen KI-Welle haben solche Algorithmen auf performanten Mikrocontrollern eine Trefferrate um die 90% erreicht [4]. MEMS-Mikrophone werden mit dem zunehmenden Integrationsniveau immer energieeffizienter und hochauflösender.
  • Auf höchster Abstraktionsstufe bedeutet eine Spracherkennung nur eine Spektrumanalyse, aus der Merkmale zur Bewertung extrahiert werden [4]. Analog zur HF-Synthese sind solche Algorithmen mit endlichem Aufwand optimierbar (z.B. Variation des Fourieralgorithmus’).  

Hier trifft sowohl hard- als auch softwareseitiges Optimierungspotenzial auf eine echte Marktnachfrage.

Industrielle HMIs

Down-to-Earth-Digitalisierung: Besonders in der Automatisierung ist es nicht unüblich ein, von einem DesktopPC orchestriertes, analoges Sensorbündel mit einem funktionsgleichen EmbeddedBoard zu ersetzen. Obwohl solche EmbeddedBoards auch von einem weiteren Computer über Hochfrequenz- oder serielle Verbindung steuerbar sind, wird zur Konfiguration und als FallBack-Mode, oft noch eine lokale Anzeige verbaut. Gleichsam ist bekannt, dass RaspberryPi-Anwender in der Erstkonfiguration immer noch lokale Peripherie gegenüber direktem Schreiben auf die SD-Karte bevorzugen. Unter diesem Blickwinkel könnte man das Wachstum an HMI-Systemen auch an das Wachstum der Embedded Computing Systeme koppeln.

Für die Automatisierung hingegen, bedeutet CloudComputing und das IIoT tatsächlich etwas Neues [5]. Mit dem exponentiellen Wachstum der Anzahl an Netzwerkknoten und umgesetzten Daten werden auch die Softwareapplikationen zunehmend komplex, die Umgebung und Infrastruktur ändert sich nun selbst auf einer exponentiell beschleunigten Zeitskala.

Beispiele: Neue Protokolle, neue Visualisierungen und Diagramme, nicht-triviale soziographische Anpassungen, Touchscreens und virtuelle Keyboards, Fernzugriff.

Daher berichten industrielle HMIs direkt an die Cloud um der komplexen Situation Herr zu werden.

Stete Nachfragen sind:

  • Ähnliche Funktionalität wie die Geräte des Verbrauchersegements, z.B.  Touchscreens, Gestenerfassung, Haptik oder Appstore-artige Infrastruktur
  • Die Verwendung von Consumerelektronik in industriellen Systemen
  • CloudComputing zum Update der Hardwaregesamtheit aus einer zentralen Ressource
  • Funktionale Sicherheit: Kritische Ausrüstung ist für Kalibrierungsfehler empfindlich. Aus Zertifizierungsgründen muss die Softwarebasis solche Fehler unabhängig behandeln.