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1 Definition: eine, mit Hilfe von Computern geschaffene, künstliche,aber realistisch wirkende Welt, mit der Möglichkeit zur Interaktion Beginn der Virtuellen.

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1 1 Definition: eine, mit Hilfe von Computern geschaffene, künstliche,aber realistisch wirkende Welt, mit der Möglichkeit zur Interaktion Beginn der Virtuellen Realität mit Entwicklung von Computerspielen (Space War) Virtuelle Realität

2 2 VR mit Ein- Ausgabegeräten Heutiger Stand Hardware, Software und damit auch die Grafik sehr verbessert Visuelle Ausgabegeräte Datenarm Force-Feedback Joystick Andere Force-Feedback unterstützende Geräte 3D Sound

3 3 VR mit Ein- Ausgabegeräten Tracking Endoskopie Visuelle Ausgabegeräte ShutterGlasses Head-Mounted-Display (HMD) Cave Datenarm / Datenhandschuh Force- und Touch-Feedback

4 4 VR mit Ein- Ausgabegeräten Tracking (Bewegungsverfolgung) Dient zur Positionsbestimmung von Körperteilen Stereoskopie Aus 2 2D-Bildern ein 3D-Bild ‘formen‘

5 5 VR mit Ein- Ausgabegeräten ShutterGlasses Monitor sendet abwechselnd ein Bild fürs linke und dann eins fürs rechte Auge, während die Brille immer das nicht angesprochene Auge bedeckt. Erfordert Synchronisation von Monitor und Brille

6 6 VR mit Ein- Ausgabegeräten Head-Mounted-Display H-M-D‘s haben vor jedem Auge ein Display, auf welchem sie leicht versetzte Bilder senden Cave Am realistischsten Kombination aus 3-6 Projektionswänden und ShutterGlasses

7 7 VR mit Ein- Ausgabegeräten Datenarm Simuliert mit Force-Feedback physikalische Kräfte Force-Feedback wird durch Motoren realisiert Datenhandschuh Simuliert mit Touch-Feedback den Tastsinn der Hand Touch-Feedback wird durch pneumatische Zylinder oder kleine Nadeln realisiert

8 8 VR mit Ein- Ausgabegeräten Anwendungen Medizin Militär Unterricht Architektur Simulatoren

9 9 VR mit Ein- Ausgabegeräten Kurzweils Vorschlag zum Eintauchen in VR Visuelles Ausgabegerät haptische Schnittstelle Kabine Rotierende Tretmühle Geruchssinn

10 10 VR mit Ein- Ausgabegeräten Und dann... Jeder Körper simulierbar,annehmbar (simulierte) Leute treffen Möglichkeiten im Web ändern sich Orte, Situationen simulierbar

11 11 VR mit Neuroimplantaten Überblick Es gibt schon heute jede Menge Implantate Versuche mit Neuroimplantaten finden statt Arbeitsweise von Neuroimplantaten

12 12 VR mit Neuroimplantaten Beispiele für den Einsatz von Neuroimplantaten Parkinson, Blindheit Cursorsteuerung durch Neuroimplantat Roboterarmsteuerung durch Neuroimplantat Bisher nur Ausgleich, keine Verbesserungen

13 13 VR mit Neuroimplantaten Entwicklung laut Kurzweil Gleiche Nutzungsmöglichkeiten, wie bei VR Neuroimplantate übertragen simulierte Sinneseindrücke direkt ins Gehirn und raus Direktes einklinken ins Netz Gefühle können hervorgerufen werden

14 14 Überblick The Senses Have no Future Die Entwicklung postbiologischen Lebens Die virtuelle Welt Der Körper im Cyberspace

15 15 The Senses Have No Future Hans Moravec: –Roboterforscher an der Carnegie-Mellon Univ., USA Menschliche Sinne entwickelten sich in Zeiten, als der Mensch noch auf sie angewiesen war In einer „gezähmten“ Welt werden unsere Sinne immer überflüssiger: –Man braucht sie praktisch nur noch zum vergnügen: Filme, Musik, Sport, Bungeejumping –Unser Alltag reizt unsere Sinne nicht mehr aus

16 16 The Senses Have No Future Computergestützte „Sinnesorgane“ werden die natürlichen ersetzen Computer wird direkt ans Gehirn angeschlossen –Schnellere Kommunikation wie z.B.: schnelleres Lesen Direkte Kommunikation ohne Umwege über die natürliche Sprache bzw. das Gehör

17 17 The Senses Have No Future Computer werden schon bald so schnell sein wie das Gehirn, denn: –Heutige „Computeraugen“ sind ungefähr auf dem Stand eines Auges einer Biene oder kleiner Fische –Die Evolution benötigte dafür 700 Mio. Jahre, aber die technische Entwicklung des Computerauges nur ca. 70 Jahre In wenigen Jahrzehnten kann man das menschliche Auge nachbilden

18 18 Die Entwicklung postbiologischen Lebens Entwicklung moderner Roboter die uns immer mehr Arbeit abnehmen –Entwicklung kann man in 4 Generationen eingrenzen: Rechenkapazität 1000 MIPS (Reptil) Eigenschaften: Wahrnehmung, Manipulation und Mobilität für alle Zwecke Rechenkapazität MIPS (Säugetier) Eigenschaft: Konditioniertes Lernen Rechenkapazität MIPS (Primat) Eigenschaft: Weltmodellierung Rechenkapazität MIPS (Mensch) Eigenschaft: Denken

19 19 Probleme Menschen geht mehr und mehr die Arbeit aus: –Frage nach der Gesellschaftsform Gleichberechtigung zwischen Mensch und Maschine? Wird der Mensch versklavt oder hat er die intelligenten Roboter noch unter Kontrolle

20 20 Die Virtuelle Welt

21 21 Die virtuelle Welt Heutige VR-Systeme noch sehr primitiv –Man sieht zwar die „Virtuelle Welt“, dies aber nur in schlechter Qualität und sehr langsam

22 22 Zukunft im Cyberspace In Zukunft werden die Sensoren direkt ans Gehirn angeschlossen und erlauben so viel realisterische Darstellungen –Keine Umwege über Bilder  effizienter und schneller –Alle Sinne können angesprochen werden

23 23 Der Körper im Cyberspace Menschen brauchen die Wahrnehmung eines Körpers Versuche haben gezeigt: –Nachdem ein Mensch zwölf Stunden in einem Tank zur Sinnesdeprivation verbracht hat beginnt er zu halluzinieren –Um gesund zu bleiben, muss ein transplantierter Geist ein konsistentes sensorisches Bild erhalten, das von einem Körper oder einer Simulation stammt

24 24 Der Körper im Cyberspace Hans Moravec: „Ein transplatierter menschlicher Geist wird oft ohne einen Körper existieren, aber kaum jemals ohne die Illusion, einen zu besitzen“

25 25 Telepräsenz und Virtuelle Realität Der „verdrahtete Mensch“ liegt in einem Kokon und hat Kontakt zur Außenwelt durch die Verbindung mit Menschenähnlichen Robotern, durch die er die Realität erfährt Man denkt man befindet sich in dem Roboter und an dem Ort an dem sich dieser befindet Verzahnung von virtueller Welt und realer Welt: –„Links“ aus der virtuellen in die reale Welt

26 26 Gehirn in einem Tank Immer mehr Organe werden nach und nach durch Technik ersetzt Schließlich könnten wir unser Gehirn in einem Tank am Leben halten Ein Computer simuliert beliebige Körper und Realitäten

27 27 Gehirn im Computer Ein Gehirn in einem Tank ist immer noch von Außen beeinflussbar und das Gehirn selbst ist nicht für einen so langen Zeitraum konzipiert –Wenn die Möglichkeiten da sind wird auch das Gehirn ersetzt durch einen Computer –Es stellt sich wieder die Frage ob wir dann immer noch Mensch sind!

28 28 Entwicklung des menschlichen Lebens im Cyberspace Hans Maravec: „Die Wirklichkeit ist ein Konstrukt des Bewußtseins“ Wie werden die virtuelle Welt für real halten:

29 29 Leben im Cyberspace Unsere Realität hängt nur noch davon ab, für welche wir uns entscheiden. Durch unsere Entscheidung finden wir unseren Weg durch die Unmenge an möglichen Welten, gehen wir an gleichermaßen wirklichen Welten mit gleich wirklichen Visionen unserer selbst und anderer vorbei und entscheiden uns für die Welt, in der wir leben müssen.

30 30 Überlebt der Mensch im Cyberspace? Der „Mensch“ ist zu langsam um sich im Cyberspace gegen intelligente Maschinen bzw. Programme durchzusetzen Er braucht die Simulation einer Welt in Form von Sinneswahrnehmungen, die KI hingegen nicht Folge: Der Mensch findet sich nicht mehr im Cyberspace zurecht, spielt also nur noch eine untergeordenete Rolle – wird verdrängt

31 31 Why the Future doesn‘t need us. Bill Joy (Mitbegründer von SUN Microsystems) –Kurzweil übersieht die Gefahren der Zukunft Wenn die Computer intelligenter sind als wir, warum sollten sie sich von uns befehligen lassen? Nach den Regeln der Evolution würden uns die Maschinen verdrängen

32 32 Why the Future doesn‘t need us Geschichte hat gezeigt, das der Mensch die neuen Technologien missbrauchen: –Atombomben –Biologische und chemische Waffen „Nanowaffen“ bzw. Computerviren werden noch verheerendere Wirkungen haben

33 33 Nanotechnologie Überblick Konstruktion auf molekularem Niveau 1nm=1/ m Anfang der Nanotechnologie

34 34 Nanotechnologie Was heute schon gemacht wird Grundlagenforschung Teilbereiche –Ultradünne Schichten –Laterale Nanostrukturen –Ultrapräzise Bearbeitung von Oberflächen –Vermessung und Analyse von Nanostrukturen –Nanomaterialien und molekulare Architekturen

35 35 Nanotechnologie Ultradünne Schichten –Vergleichsweise gut entwickelt –Aufbau und Verbindung von u.S. –Anw.: Minderung von Benetzbarkeit und Schmutzhaftung Laterale Nanostrukturen –Veränderung der Oberfläche im nm-Bereich –Anw.: Rastersondentechnik

36 36 Nanotechnologie Ultrapräzise bearbeitete Oberflächen Bearbeitungsformen, mit denen Oberflächen mit makroskopischen Abmessungen extrem präzise in Form und Glattheit hergestellt werden können Anw.: Herstellung optischer Oberflächen Vermessung und Analyse von Nanostrukturen Analyse der elementaren Oberflächenprozesse auf atomarem Niveau Anw.: Kampf gegen Rost

37 37 Nanotechnologie Nanomaterialien und molekulare Architekturen Z.Zt. Grundlegendes Verständnis der Struktur und Wirkung von aus atomaren und molekularen aufgebauten Materialien Später: Herstellung einer breiten Palette von Ausgangsmaterialien Anw.: Durch gezieltes Einstellen der Feinstruktur eines Werkstoffs, leichteres und tragfähigeres Material herstellen

38 38 Nanotechnologie Warum Nanotechnologie interessant für den Körperbau ist Möglichkeiten von Gentechnologie beschränkt Bessere Organe und Systeme herstellbar Leben auf der Erde zeigt, dass machbar

39 39 Nanotechnologie Nanobots Im Nanometerbereich gebaute, selbstreplizierende Maschinen Möglichkeiten von Nanobots Gefahren der Nanobots

40 40 Nanotechnologie Virtuelle Realität in der realen Welt Nanobot-Schwärme Beispiel Foglets-Nebel

41 41 Nanotechnologie Anwendungen von Nanotechnologie aus der Sicht Kurzweil‘s Utility Fog Nanokörper Biotechnologische Schnittstellen

42 42 Biotechnologische Schnittstellen Neuralimplantate Intelligente Protesen Wer kann sich das leisten?

43 43 Neuralimplantate Funktionsweise einer Nervenzelle

44 44 Synapsen Funktionsprinzip von Synapsen

45 45 Neuralimplantate Durch Nanotechnologische Nervenbahnen können Nervenleitungen beschleunigt werden Es können beschädigte Nervenbahnen überbrückt werden z.B. bei Querschnittsgelähmten Interface Mensch - Maschine möglich (und Maschine - Mensch natürlich auch)

46 46 Sinne und Neuralimplantate Nanotechimplantat am Beispiel des „Sehstäbchens“

47 Nanokörper und Nanolebewesen PRO CONTRA

48 Pro Nanoleben Möglichkeit von Leben auf andere Basis als DNS gilt als sicher. Nanotubes höheres Energieniveau führt zu leistungsfähigeren Organismen

49 Contra Nanoleben Fließgleichgewicht Komplexitätsproblem Immunsystem

50 50 Utility Fog PRO CONTRA

51 51 Pro Utility Fog Konzept ist erprobt mit großen Bausteinen Roboter in Zellgröße können relativ komplex sein Wahrnehmungsfähigkeit des Menschen ist Beschränkt

52 52 Contra Utility Fog Komplexitätsproblem Stoffe haben Eigenschaften, die sich von Teilen ableiten die wesentlich kleiner als Zellen sind


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