Künstliche Intelligenz

Digitaler Stift hilft beim Schreibenlernen

20. Dezember 2021, 11:50 Uhr | Nicole Wörner
Der digitale Stift verbindet Handschrift mit digitalen Medien und soll das Schreibenlernen erleichtern.
Der digitale Stift verbindet Handschrift mit digitalen Medien und soll das Schreibenlernen erleichtern.
© STABILO International GmbH

Ein KI-basierter digitaler Stift soll Schülern beim Erlernen der Handschrift helfen. Wissenschaftler des KIT erforschen dazu KI-Algorithmen, die es ermöglichen, eine Schriftspur zu rekonstruieren und Handschrift zu interpretieren.

Ein neues Forschungsprojekt zielt darauf, das Erlernen von Handschrift zu erleichtern und Handschrift mit digitalen Medien zu verbinden: Im Verbundprojekt „Kaligo-based Intelligent Handwriting Teacher“ (KIHT) entwickeln Partner aus Forschung und Industrie in Deutschland und Frankreich einen intelligenten digitalen Stift.

Das neuartige Lerngerät kommt in allen wichtigen Eigenschaften einem herkömmlichen Stift gleich und lässt sich zum Schreiben auf Papier einsetzen. Es verfügt jedoch über Inertialsensorik, die es ermöglicht, kleinste Änderungen in den drei Raumachsen zu erfassen und jede Position in Folge zu bestimmen.

Der intelligente digitale Stift lässt sich mit allen marktgängigen mobilen Endgeräten verbinden, beispielsweise mit einem Tablet, und interagiert mit der mobilen App Kaligo. Diese ermöglicht es, die Übungen individuell anzupassen und die Daten automatisch zu synchronisieren und zu sichern.

Vier Partner aus Forschung und Industrie in Deutschland und Frankreich bündeln ihre Kompetenzen im Projekt KIHT.
Vier Partner aus Forschung und Industrie in Deutschland und Frankreich bündeln ihre Kompetenzen im Projekt KIHT.
© STABILO International GmbH/KIT

»Der Einsatz des intelligenten digitalen Stifts zusammen mit geeigneten Computerprogrammen erlaubt, das Erlernen von Handschrift automatisiert zu begleiten. Dadurch erhalten Lehrkräfte und Eltern mehr Freiraum für kreative und kommunikative Aufgaben«, erklärt Professor Jürgen Becker, Leiter des Instituts für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) des KIT.

Mit der Software und mit Algorithmen der KI befassen sich vorwiegend die französischen Partner, L’IRISA (Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires) und Learn&Go, beide in Rennes. So hat das Unternehmen Learn&Go die mobile App Kaligo für das Üben von Handschrift entwickelt. Mit der Integration von geeigneten KI-Konzepten in die eingebetteten Systeme beschäftigen sich vor allem die deutschen Partner, das KIT und der Schreibgerätehersteller STABILO International in Heroldsberg. Das KIT koordiniert das Projekt.

Konzepte zur Integration der Algorithmen

Die Arbeitsgruppe von Professor Jürgen Becker am ITIV des KIT erforscht Algorithmen, die sich dazu eignen, eine Schriftspur zu rekonstruieren und die Handschrift zu interpretieren. Die Forschenden entwickeln verschiedene Konzepte zur Integration der KI-Algorithmen, angepasst an die eingebettete Hardware. Dadurch verteilt sich die Komplexität des Gesamtsystems sowohl auf die Software als auch auf die Hardware, was eine schnelle und effiziente KI-Ausführung ermöglicht.

Ziel ist, eine Online-Rekonstruktion der Stiftspur aus den Sensordaten zu ermöglichen und eine effiziente und miniaturisierende Hardware zu entwickeln, die mit allen marktgängigen mobilen Endgeräten interagieren kann.

Zum Abschluss des Projekts KIHT ist ein Praxistest mit einer Demonstrationsanlage geplant. Teamleiterin Dr. Tanja Harbaum (ITIV) weist auf das große Potenzial des intelligenten digitalen Stifts gerade für die Schulen hin: »In diesem Verbundprojekt bündeln hochrangige internationale Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft ihre Kompetenzen, um nicht nur die aktuelle Forschung voranzubringen, sondern auch ein innovatives Produkt bereitzustellen, das vielen Kindern zugutekommen kann.«


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