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"Spielen“ im Beleuchtungssektor - Ein Game-Changer?

Tue, 20 Oct 2020 06:47:27 GMT

Plattformorientierte Geschäftsmodelle schließen Lücken zwischen Lieferanten und Verbrauchern. Die am stärksten wachsenden Unternehmen des letzten Jahrzehnts basieren auf dieser Idee. In vielen Branchen ging diese Entwicklung Hand in Hand mit einer Reihe von Tools und Konfiguratoren. Einerseits um den Endbenutzer bei der Entscheidungsfindung zu unterstützen und andrerseits, um zusätzliche Varianten ins Portfolio aufzunehmen. Die Beleuchtungsbranche konnte davon noch wenig profitieren. Ideen wie parametrisches Design [1] und die jüngsten Entwicklungen in der Spielebranche bieten jetzt aber neue Möglichkeiten, um Endkunden, Designern, Lieferanten und Systemintegratoren das Darstellen, Auswählen und Erstellen exzellenter Beleuchtungslösungen erheblich zu erleichtern.

Lesezeit: 9 Minuten, Fokus: Experten der Licht- und Designbranche

Dieser Artikel ist die deutsche Übersetzung des Artikels " Gaming in the Lighting Sector -- A Game Changer?" , von Wolfgang Bernecker, veröffentlicht in: LpR 81, LED Professional, Sept/Oct 2020, Dornbirn, 2020, mit freundlicher Genehmigung von Siegfried Luger.

Ein Gedankenexperiment

Der erste magische Gegenstand in den Harry-Potter-Romanen ist ein „Deluminator“[2]. Als Lichtpassionist überrascht mich das nicht. Basierend auf der aktuellen Praxis ist die Möglichkeit, jederzeit und allerorts die Leuchten im Blickfeld auf Bedarf ein- und auszuschalten, wirklich magisch. Dies ist jedoch im wirklichen Leben möglicherweise keine gute Idee, insbesondere bei Leuchten, die uns Sicherheit in der Wahrnehmung bieten.

Im virtuellen Raum ist die Idee eines Deluminators jedoch eine echte Bereicherung. Licht und Lichteffekte können direkt erlebt werden. Lichtdesigner können eine Reihe von Funktionen hinzufügen, z. B. das Spiel mit Oberflächen, Farbtemperatur, Lichtverteilung, Höhen, Tageslicht, Sensoren usw. Die Liste an Funktionen, die in der heutigen Designpraxis noch nicht auf Knopfdruck zur Verfügung stehen, ist erschreckend lang. Desto mehr profitiert die Branche vom Entwicklungssprung.

Andere Branchen haben früher den Schritt in die virtuelle Welt gemacht. Der Fahrzeugkonfigurator ist ein typisches Beispiel. Heute können Menschen Ihr Auto nicht nur online erstellen[3], sondern auch über VR in sämtliche Prozesse eintauchen[4]. Später im Verkaufsprozess wird die endgültige Konfiguration zur Vertragsgrundlage und erlaubt neue Automatisierungsschritte in der Herstellung, z.B. automatisierte Bestellungen oder im Auto installierte Softwareoptionen. Für unser Gedankenexperiment erweitern wir daher unseren Deluminator um reale Sensoren und Leuchten, die nach der Planung automatisch die Parameter ihrer virtuellen Verwandten übernehmen. Die erstellte Planungsoberfläche wird nun zudem zur Visualisierung.

Bild 1: Ein Beispiel für einen simplen Beleuchtungskonfigurator. Die vereinfachte Architektur und Steuerung einer Reihe von Parametern ermöglicht eine schnelle Überprüfung produktbezogener Aspekte.

Die Realität

Realistische Beleuchtung in virtuellen Räumen ist ein Standard für viele Computerspiele und virtuelle Filmsequenzen. Dies war zweitrangig in Zeiten von Pacman und Tetris - Klassikern der Spielebranche aus Ihren Anfangsjahren. Heutzutage wurden die physikalischen Prinzipien unserer realen Welt längst in virtuellen Welten implementiert. James Camerons Klassiker „Avatar“ aus dem Jahr 2009 war sicherlich ein Türöffner für die Branche. Eine fantastische Welt mit einer Reihe unmöglicher Elemente, eingebettet in eine Umgebung, die uns in vielen Eigenschaften und Proportionen vertraut vorkommt. Mit den steigenden Erwartungen und dem zunehmenden Wettbewerb haben sich die Grenzen der Branche in den letzten Jahren stark verschoben. Der von Quixel produzierte Film "Rebirth"[5] oder Einblicke in "Control"[6], ein Computerspiel, das 2019 mehrfach ausgezeichnet wurde, zeigen deutlich, dass das komplexe Thema Beleuchtung heute in hoher Qualität dynamisch präsentiert werden kann. Wenn die Interaktion des Spielers auf die Beleuchtung - statt auf das übliche Gameplay - konzentriert wird, können heute mit Standard-PC-Leistungen sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Immer noch gilt: Je größer die GPU, desto intensiver wird die wahrgenommene Qualität.

In den letzten Wochen haben wir erschwingliche Geschäftsmodelle entwickelt und analysiert. Die folgenden vier Varianten sehen wir für die kommenden Monate als sehr relevant an. Beispiele davon stehen online „On-Demand“ zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns für einen Zeitslot und die Links zu den Projekten.

Der Ausstellungsraum

Mit einem virtuellen Showroom, der verschiedene Varianten und Stile umfasst, können (Groß)Händler, Auftragnehmer und Installateure Entscheidungsprozesse zu erschwinglichen Kosten schneller, effizienter und wertvoller gestalten. Die Kombination von Leuchten, Bedienung, Sensoren, Jalousien, elektrischen Geräten und Monitoringoptionen ermöglicht dem Benutzer schnelle Entscheidungen und Prioritätseinstellungen. Insbesondere Lösungen für Smart Homes und IoT-Anwendungen profitieren von einem virtuellen Showroom. Ein leerer Raum mit der Option für den Benutzer, eigene Varianten zu erstellen, ist ein Gewinn. Die Verbindung zu ERP-Systemen ist möglich.

Der Konfigurator

Spezifische Produktkonfiguratoren sind eine massive Verkaufsunterstützung für Hersteller. Beispielstraßen, Parkplätze, virtuelle Büros oder Industrieumgebungen haben sich als Vorteil erwiesen. Die schnelle Variation der Lichtverteilungen, Lichtpunkthöhen, Montageoptionen und weiterer Optionen wie Tageslicht, Jahreszeit, Bäume, usw. bietet eine gute Grundlage für die Demonstration von Merkmalen, Vor- aber auch Nachteilen.

Bild 2: Dies ist eine Demonstration für einen anwendungsspezifischen Konfigurator. Mit einem Mausklick können Sie die Straßenklassifizierung in Echtzeit sowie die Abmessungen der Masten und Ausleger ändern oder verschiedene Beleuchtungsstrategien anwenden, z. B. die Smartnodes-Lichtblase.

Das spezifische Projekt

Für größere und komplexere Projekte - leicht durch ein vorhandenes Bemusterungsbudget zu identifizieren - eignet sich ein interaktives Modell zur Designunterstützung. In den frühen Stadien werden grundlegende Varianten von Leuchten, Parametern und Materialien steuerbar gemacht. Während des Entscheidungsprozesses werden entscheidende Parameter entfernt und erweiterte Parameter freigegeben. Somit entwickelt sich das Modell im Prozess, bis alle Entscheidungen getroffen wurden. Dieses "Spiel" kann jederzeit - zusammen mit einer Feedback-Schnittstelle - verwendet werden, wenn eine Partizipation von Vorteil ist. Denken Sie zum Beispiel an ein kommunales Projekt mit dem Wunsch Bürger in die Entscheidungsfindung einzubinden. Ein einfacher Touchscreen im Rathaus - oder an zentraler Stelle in der Stadt - reicht dafür völlig aus.

Das GUI-Projekt

Steueralgorithmen und personalisierte Benutzeroberflächen können in der virtuellen Welt entwickelt und entschieden werden. Anschließend wird die Lösung über entsprechende Hardwareschnittstellen mit der Realität verknüpft. Somit wird die virtuelle GUI zum realen Kontrollzentrum. Dies eignet sich besonders für Smart Home- und Pilotanwendungen, sowie für Forschungs- und Entwicklungsprojekte. Bei Projektgrößen, bei welchen Dezentralisierung eine wichtige Rolle spielt, sollte die zentrale Intelligenz angemessen verteilt werden.

Der Startpunkt

Dass wir die oben genannten Optionen diskutieren können, ist in erster Linie aufgrund des Fortschritts der Plattformen in der Spielebranche möglich. Erst dies macht die Optionen vernünftig finanzierbar. Beispiele hierfür sind die von uns bevorzugte Unreal Engine[7], Unity[8] oder die Cry Engine[9]. Auf diesen Editoren können interaktive dreidimensionale Welten erstellt werden. Diese Plattformen bieten außerdem kostenlose Programmierbarkeit und Zugriff auf physikalische Prinzipien, Materialien, Benutzeroberfläche und Steuerungsoptionen. Immersive virtuelle Realität ist genauso möglich wie einfache Weblösungen mit Pixel-Streaming.

Objekte können leicht in diese Welten integriert werden. Klassische Formate wie DWG, IFC, 3DS, OBJ oder FBX stehen zum Import zur Verfügung. Dies umfasst auch die Option der Integration intelligenter Objekte (z. B. BIM Building Information Modeling[10]), Stadtmodelle (z. B. Open Street Map[11]) und 3D-Skelettobjekte (z. B. Personen in Bewegung / Mixamo[12]). Um den virtuellen Raum leichter mit Leben zu füllen, wurden in den letzten Monaten mehrere Webplattformen eingerichtet und zugänglich gemacht. Dies vereinfacht den Zugang für die verschiedenen Bau- und designorientierten Industrien. Für Lichtdesigner und Zulieferer ist die Möglichkeit der Integration von IES-Lichtverteilungen auf der Grundlage des Lichtstroms von immenser Bedeutung.

Bild 3: Fortschritt ist nicht nur auf reine Computerleistung zurückzuführen. Eine Vielzahl von Disziplinen hat Lösungen und Ideen geschaffen, die „Spielen“ für die Baubranche interessant und erschwinglich machen.

Mit den oben genannten Optionen können virtuelle Welten erstellt werden. Mit wenig Aufwand können sie dem Fotorealismus sehr nahe kommen. Alle Funktionen einer Leuchte oder eines Gerätes können auf Knopfdruck verändert werden und die Auswirkung in der Umgebung live erlebt werden. Eine interessante Möglichkeit besteht darin, das Leuchtenbild und die Lichtverteilung getrennt voneinander zu modellieren, aber beide miteinander zu verknüpfen. Für die Vielzahl transparenter, halbtransparenter und metallischer Oberflächen, welche die Leuchten umgeben, gewinnen wir somit einen weiteren Vorteil im Vergleich zu den Standardwerkzeugen auf dem heutigen Beleuchtungsmarkt.

Der entscheidende Faktor für den Beleuchtungssektor ist vorerst die Schaffung einfacher Interaktionsschnittstellen. Der Open-Editor-Ansatz mit klassischen Programmiersprachen - hauptsächlich C oder C ++ - ist unterstützend. Designoptionen für grafische Programmierung[13] erleichtern den Einstieg und ermöglichen eine schnelle Anpassung an neue Projekte. In den letzten Monaten haben wir ein ganzes Arsenal an Menüs für die Beleuchtungs- und Installationsbranche entwickelt, die nach dem Lego-Prinzip für einzelne Anwendungen zusammengestellt werden können. Dies beinhaltet auch einfache Schnittstellen zu anderen Programmen und Programmiersprachen. TCP / IP, DALI, KNX und Bluetooth wurden bereits erfolgreich in unseren Projekten implementiert.

Die Begünstigten

Um ein echter Game Changer zu sein, stellt sich die Frage der Begünstigten. Die Wahrscheinlichkeit eines Game Changer ist nur dann groß, wenn jeder am Vertrieb beteiligte Teilnehmer von der Entwicklung profitiert. Die zentrale Frage lautet also: Wer würde von einem optimierten Deluminator profitieren?

Entscheidungsträger sehen Varianten auf Knopfdruck nebeneinander, können ihre eigene Perspektive bestimmen und Parameter ändern. Dies unterstützt die Beurteilung des Wertes der Beleuchtung und ihrer Folgen. So werden Entscheidungen schneller getroffen. Wirkliche Vorteile werden berücksichtigt. Letzteres reduziert Fehler.
Planungsteams präsentieren Muster in größerem Maßstab zum gleichen Preis. Dies hilft vor allem beim Testen von Algorithmen und Netzwerkfunktionen in intelligenten, zukünftigen Anwendungen.
Beleuchtungsanbieter demonstrieren Vorteile als echten Anwendernutzen. Dies hilft bei der internen Schulung eigener Mitarbeiter und schafft eine größere Marktnähe. Ein unschätzbarer Vorteil für Schulungszentren, Marketing und Vertrieb.
Steuerungsanbieter ordnen Bedienung und Sensoren live zu und machen die Komplexität buchstäblich greifbar. Dies gilt insbesondere dann, wenn reale Sensoren und Touchpanels die virtuelle Anwendung steuern.

Bild 4: Dieses Projekt kombiniert KNX-Steuerungen, automatische Jalousien, Objektvariationen und einen HCL Beleuchtungsansatz unter Verwendung der zeit- und farbabhängigen Änderung von Farbe, Helligkeit und Richtung. Alle Ergebnisse und Konfigurationsmöglichkeiten geschehen in Echtzeit.

Systemintegratoren parametrisieren die Technologie in einer viel früheren Projektphase. Dies vereinfacht die Projektfinanzierung. Darüber hinaus kann die grafische Oberfläche aus der Entwurfsphase zur Visualisierungs- und Steueroberfläche des Projekts werden. Da Entscheidungsträger und Benutzer bereits an die Benutzeroberfläche gewöhnt sind, werden Missverständnisse reduziert.
Großhändler können einzelne Produkte zu fortschrittlichen Lösungen bündeln. Dies unterstützt ihre Kunden mit erhöhten Dienstleistungen und schafft Mehrwert.
Insbesondere (Einzelhandels)Ketten können Anpassungen im virtuellen Raum testen und parametrieren ihre zahlreichen Standorte aus der Ferne. Dies erleichtert saisonale Anpassungen und Verkaufs- oder Raumoptimierungen. Die einzelnen Händler erhalten im Voraus einen Einblick in bevorstehenden Änderungen (nicht nur Licht, denken Sie zum Beispiel an Aktionsorientierte Bodendisplays oder Deckenaufhänger) und bereiten sich perfekt vor.
Der Kunde konfiguriert seine Lösung – vergleichbar der Option beim Autokauf. Erfahrungsgemäß ist die folgende Erstberatung qualitativ besser, effizienter und dreht sich hauptsächlich um die Bedürfnisse und Fragen der Benutzer. Für den Lösungsanbieter bietet diese Grundlage eine großartige Gelegenheit, seine Folgeprozesse zu optimieren und die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.

Ausblick

Wir sehen die Zeit reif für den Einsatz von Gaming-Ansätzen in der Beleuchtungsbranche. Die Beleuchtungsindustrie kann die Werkzeuge der Spielebranche mit geringem Aufwand einsetzen. Erste Projekte zeigen Erfolg. Die Zahl der Begünstigten ist enorm und Hindernisse gering. Die Architektur-[14] und Automobilindustrie sind gute Vorbilder und dienen als Referenz für Managemententscheidungen. Mit der elektronisch steuerbaren LED und Standards in der Steuerung ist das Branchenfundament hervorragend. Die große Aufgabe, Beleuchtung in IoT-Anwendungen zu vernetzen, wird als Katalysator dienen. Die kommenden Jahre bieten die Möglichkeit der Differenzierung für Early Adopters. Auf lange Sicht wird das „Spielen“ die Branche verändern und zu einem Hygienefaktor für alle Marktbeteiligten werden.

Der nächste Schritt: Lassen Sie uns wissen, dass Sie online eines unserer Musterprojekte testen wollen. Wir senden Ihnen dann Links und Zeitslot.

Als Unternehmensberater helfen wir in der Entscheidungsfindung oder erstellen erste Anwendungen für den internen oder externen Test.

Literaturhinweise

Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Parametric_design
Fandom Page of Harry Potter https://harrypotter.fandom.com/wiki/Deluminator
Beispiel für einen Autokonfigurator: Porsche https://www.porsche.com/international/modelstart/all/
Beispiel für den Einsatz von VR im Verkauf: Lexus https://rewind.co/portfolio/lexus-vr-experience/
Beispiel für die Möglichkeiten virtueller Welten: Rebirth https://www.youtube.com/watch?v=9fC20NWhx4s
Beispiel für dynamisches Licht in Computerspielen: Control Game https://controlgame.com/
Option für Entwicklung von virtuellen Welten und Interaktion: Unreal Engine https://www.unrealengine.com/en-US/
Option für Entwicklung von virtuellen Welten und Interaktion: Unity https://unity.com/
Option für Entwicklung von virtuellen Welten und Interaktion: CryEngine https://www.cryengine.com/
Beispiel für zur Verfügung stehende Ausstattung: BIM Objects https://www.bimobject.com/de-at/product
Beispiel für zur Verfügung stehende Kartendaten: Open Stret Map https://www.openstreetmap.org/
Beispiel für zur Verfügung stehende Animationen von Menschen: Mixamo https://www.mixamo.com/#/
Einfache Programmierung am Beispiel Unreal Engine Blueprints https://docs.unrealengine.com/en-US/Engine/Blueprints/index.html
Artikel: Design Parameters to Parametric Design, Patrik Schumacher, London 2014, Published in: The Routledge Companion for Architecture Design and Practice: Established and Emerging Trends, Edited by Mitra Kanaani and Dak Kopec, Routledge,Taylor and Francis, New York 2016 https://www.patrikschumacher.com/Texts/Design%20Parameters%20to%20Parametric%20Design.html

Lösungsoption Echtzeitsimulation

Mon, 04 May 2020 13:07:41 GMT

Überblick

Der folgende Artikel beschäftigt sich mit Status und Entwicklung von Echtzeitsimulationen im Bauhandwerk. Hier hat die Technik in den letzten Jahren so rasante Fortschritte gemacht, dass die Zeit reif ist, für innovativ orientierte Handwerksunternehmen, diese Technik einzusetzen. Dies trägt dazu bei, in der kommenden Konjunkturkrise, mit einer stärkeren Orientierung am Kundenwunsch aufzutreten und vor allem Kunden die Verunsicherung zu nehmen und Vertrauen zu schaffen. Damit wird Echtzeitsimulation eine tragende Säule in der Krisenbewältigung.

Ausgangslage: Vorbereitung auf Krisenzeiten

Wenn die Temperaturen steigen und Gletscher schmelzen, führen die Flüsse, die durch den Gletscher gespeist werden, erst mehr Wasser, bevor der Strom versiegt. Dieser Vergleich dürfte den Zustand des Bauhandwerks der kommenden Monate gut beschreiben. Wer sich jetzt nicht mit der zukünftig schwierigeren Lage beschäftigt, läuft Gefahr unvorbereitet in die Dürreperiode, bzw. die kommende Konjunkturkrise zu gehen.

Für die vorausschauenden Unternehmen sind folgenden Fragen ein guter möglicher Startpunkt für die Vorbereitung.

• Können Kosten reduziert werden, bzw. flexibler angepasst werden?

• Gibt es Felder und Anwendungsbereiche, die besonders gefördert werden?

• Kann ich den Wert von Leistungen und Optionen klar und deutlich machen?

Vorbilder in der Kundenorientierung

Abbildung 1: Individuelle Konfiguratoren sind im Autobereich heute sehr wichtig - aus gutem Grund. (Bild: www.pexels.com)

Wendet man diese Fragestellungen auf die Kundenbeziehung an, braucht der Kunde mehr denn je ein klares Verständnis seiner Kosten, seiner Förderoptionen und der Nutzen von Ihren Leistungen und Optionen zu seiner bevorzugten Anwendung.

Ein gutes Beispiel dieses Verständnis bei einer komplexen Lösung zu vermitteln liefern KFZ-Konfiguratoren. Das eigene Auto kann spielerisch zusammengestellt werden. Zahlungspläne, Motorenparameter und Innenraumausstattung liefern nebeneinander Kostenwahrheit, emotionale Impressionen sowie weitere Zahlen, Daten und Fakten. Die Anzahl derer, die das Auto bereits virtuell Probe fahren, steigt.

Der Konfigurator hilft zudem die Beratungszeit deutlich zu reduzieren. Gleichzeitig gewinnt das persönliche Gespräch an Bedeutung, denn es fokussiert sich jetzt auf die wichtigsten offenen Fragen und Prioritäten des Kunden. Zudem erhöht sich die Zufriedenheit mit der Leistung. Dies liegt auch an der höheren Identifikation des Kunden mit „seiner“ individuell zusammengestellten Lösung.

In der Baubranche liegt die Lösungskompetenz allerdings nicht in der Industrie mit großen Marketingabteilungen, sondern bei einzelnen Handwerkern und Gestaltern, die gemeinsam aus einer Fülle an Produkten verschiedenster Hersteller eine Lösung gestalten. Bis dato war der Aufwand für realistisch wirkende Echtzeitsimulationen zu groß und nur im Einzelfall durchführbar. Dabei war diese Art der Planung immer zusätzlicher Aufwand. Technisch hat sich dies aber geändert. BIM, Gaming, IoT und Rechnerleistung sind hier Stichworte, die den Fortschritt ermöglichen.

Abbildung 2: Die Kombination von Beamer, Tageslicht, Jalousie und Kunstlicht gehört schon zu den anspruchsvolleren Aufgaben und wird selten vorab simuliert.

Veränderte Rahmenbedingungen - Die Chance Echtzeitsimulation

Unter dem Stichwort BIM hat sich die objektorientierte Programmierung in der Baubranche eingenistet. Ziel ist, alle relevanten Parameter eines Produktes, in einem Objekt zu bündeln. Im Falle eines busfähigen Schalters sind dies die Abmessungen, die Form, die Farben, der Energieverbrauch, aber auch Variablen wie Adresse oder Schaltobjekte. Die Anzahl an guten Datensätzen der Hersteller steigt. Ebenso die Anzahl der frei verfügbaren Modelle und Materialien, welche physikalisch korrekt wiedergegeben werden.

Parallel hat die Film- und Spielebranche die Gestaltung virtueller Welten immens gesteigert. Dabei nimmt bereits im TV die Kombination von realen und virtuellen Szenen zu, ohne dass dem Zuschauer der Übergang noch auffällt. Im Schatten dieser Entwicklungen sind Softwareplattformen für Entwickler virtueller Welten geschaffen worden. Diese vereinigen Visualisierungsqualität und Simulation bzw. Spieleentwicklung. Vereinfachte Programmieroberflächen erlauben auch dem Interessierten einen schnellen Einstieg ohne detaillierte Programmierkenntnisse. Physikalische Prinzipien wie Licht, Temperatur, Material, Bewegung, Sensorik, aber auch komfortable Bedienung und Bewegung in diesen Welten sind dabei heute hinterlegt und offen nutzbar. Das Ergebnis ist auf allen möglichen Plattformen denkbar, von der Spielekonsole zu Mobiltelefonen.

Interessant wird die Vermischung von virtueller und realer Welt. Die Autobranche hat dies bereits verinnerlicht. Das virtuelle Projekt steuert, nach Freigabe durch den Händler, die Fertigungsstraße und sorgt dafür, dass die Fertigung der Kundenauswahl folgt. Schritt für Schritt folgen die Handgriffe dem virtuellen Resultat und dem Kundenwunsch. Einzelne Softwarekonfigurationen und Parameter werden dabei automatisch übernommen. Im Bauwesen steht diese Optimierung noch bevor. Hat der Kunde sich für Szenen und Visualisierung entschieden, werden schlicht die virtuellen Geräte durch Ihre realen Gegenstücke ersetzt. Die festgelegten Szenen und Algorithmen der virtuellen Lösung werden automatisch in den Steuerparametern hinterlegt. Die Steuerungsoberfläche, für die sich der Kunde vorher entschieden hat, wird auch real zu seiner Plattform. Die Visualisierung und Simulation ist damit kein Zusatzaufwand mehr, sondern wird zur realen Parametrierung der Anlage. Liegt unerwartet ein Fehler vor, kann virtueller und realer Zustand abgeglichen werden. Neue Funktionen können erst simuliert und dann freigegeben werden.

Das alles braucht Rechnerleistung. Dies war bis vor wenigen Monaten schlicht zu teuer. Für die Zusammenstellung der Simulation reichen handelsübliche Rechner heute aus. Braucht es in der Erstellung von Szenarien viel Rechenleistung, gilt dies nicht unbedingt für die Simulation selbst. Das Ergebnis hat auch auf Smartphones gut Platz. Preislich sind zudem mit den 1-Platinen-Rechnern Optionen geschaffen worden, die als Steuerungsoption im Haus gut ausreichen und den Mehrwert allemal rechnen.

Grundlage ist dabei nicht nur die Größe der Arbeitsspeicher, sondern auch die Anpassung der Rechnerinfrastruktur an aufwändige Spiele- und Streaminganwendungen. Grafisch aufwändige Prozesse laufen zum Beispiel parallel direkt auf eigenen Prozessoren. Middleware übernimmt die Optimierung, so dass der Anwender, sich nahezu ungebunden auf die reine Simulation der Szene konzentrieren kann.

Sinnvolle Anwendungen heute

Abbildung 3: Licht ändert Wahrnehmungen und Assoziationen. Im Schauraum bieten aufwändige Details auch gute Optionen Effekte von Licht gut zu erklären.

Die letzten Monate haben wir die Vor- und Nachteile der obigen Plattformen analysiert, gegenübergestellt und Lösungen für das Handwerk herausgearbeitet.

Der virtuelle Schauraum

Der ideale Einstiegspunkt in Echtzeitsimulation sind eigene Konfiguratoren. Im virtuellen Schauraum sind Lösungen auf Knopfdruck umschaltbar bzw. parametrierbar. In unserem Schauraum für Beleuchtung können in Echtzeit einzelne Leuchten und Gruppen variiert, Szenen geschalten und Parameter wie Lichtfarbe, Dimmwert, Jalousieposition und Sonnenstand nach Bedarf reguliert werden. Leuchten können ausgetauscht und Lichtpunkthöhen angepasst werden. Dabei kann auch die Ausstattung variiert und Oberflächen bzw. Materialien angepasst werden. Ebenfalls können Produkte, wie Leuchten oder Schalter angepasst werden. Sensoren, wie z.B. Bewegungsmelder sind dabei aktiv. Aktivitäten können simuliert werden. Menschen bevölkern diese Räume und Autos befahren die Straßen. Ein Überblick über Energieverbrauch und Zustände ist jederzeit machbar. Der Raum eignet sich damit zum Stand-alone Betrieb, als virtueller Treffpunkt oder im VR Modus. Ein anfänglich leerer Testraum eignet sich zur freien Konfiguration. Die Oberfläche des Schauraums kann individuell gebrandet werden.

Solch ein Schauraum eignet sich für das Verkaufsgespräch, hilft im Vorfeld und Nachgang des Kundengesprächs sowie als Anziehungspunkt auf Messen. Während in Richtung des Kunden, die Leistung dabei kostenfrei ist, lässt sich die Ausstattung durch Product-Placement von Herstellern und Ihrer Produkte gegenfinanzieren. Zudem ist der virtuelle Schauraum eine kostengünstige Lösung im Vergleich zu realen Installationen und dabei viel flexibler.

Das kundespezifische Projekt

Projektspezifisch kann das Kundenprojekt, je nach gewünschter Qualitätsstufe detailliert geplant und aufbereitet werden. Da die Module des Schauraums bereits viele Funktionalitäten abdecken und im Projekt wiederverwendet werden können, geht es in der Ausarbeitung in aller erster Linie um eine Anpassung an die räumlichen Gegebenheiten des Bauherrn. Der Aufwand ist hier nicht übertrieben hoch, liegt aber durchaus bei ein bis mehreren Tagessätzen Aufwand. Dies wird normalerweise vom Kunden übernommen. Besonders interessant wird diese Lösung, wenn das Ergebnis als Visualisierungsoberfläche dient und gleichzeitig Steuerungsaufgaben übernimmt. In dieser Form werden damit Kosten für spätere Parametrierung einfach in einen früheren Projektzeitraum verlagert. Indirekt hilft dies dabei in der Vorfinanzierung einer Ausführung.

Die öffentliche Hand

Ein besonderer Auftragnehmer ist die öffentliche Hand. Diese muss die kommenden Jahre die Rolle des Konjunkturmotors übernehmen. Projekte und Investitionen sollten dort idealerweise transparent erfolgen und Bürger in die Entscheidungen einbezogen werden. Eine Echtzeitsimulation kann dabei lediglich als „Spiel“ exportiert werden und zum Beispiel auf einem TouchScreeen im Rathaus oder im Projekt positioniert werden. Ohne besonderen Mehraufwand können Bürger damit die zukünftige Installation nachvollziehen und Parameter, wie Tageslicht und Lichtszenen selbst verändern. Über eigene Feedbackknöpfe können Daten gesammelt und ausgewertet werden. Damit bekommt der Auftraggeber ein Tool in die Hand, um modern und partizipatorisch seinen Aufgaben nachzukommen und zu vermarkten.

Markterschließung und Ausblick

Abbildung 4: Die Visualisierung von Steueralgorithmen lässt auch verschiedene Perspektiven parallel zu. So kann eine Szene aus Beobachter, Fahrer und vom Rücksitz betrachtet werden.

Für alle drei Anwendungen haben wir erste Beispiele entwickelt und werden- aufbauend auf den ersten Erfolgen – die kommenden Monate die Beratungs- und Entwicklungskapazität in diesem Bereich ausbauen. Dabei starten wir in unserer Passion Licht- und Systemtechnik und addieren weitere Bereiche und Branchen im Laufe der Zeit. Folgende Schritte sind vorgesehen.

Netzwerk Installateure

Mit einem Netzwerk an innovativ denkenden Installateuren perfektionieren wir Schauräume, schulen Produkte und optimieren Umsetzungsprozesse. Offen sind wir dabei für die Einbeziehung von Netzwerkpartnern des Installateurs, wie zum Beispiel des Großhandels. Dort hilft der jeweilige Schauraum als Tool zur Kundenbindung, Analysetool und zur Steuerung des Produktmixes.

Produktoptimerung

Wir nutzen das Tool zur Darstellung und Optimierung eigener Produkte und Projekte, wie zum Beispiel menschlichT oder die smarte Straße. In Diskussion mit weiteren Herstellern, bauen wir Algorithmen zur besseren Darstellung des Kundennutzens aus.

Schnittstellenoptimierung

Wir optimieren das Tool in der Zusammenarbeit mit verschiedenen Standards. Internet, DALI, KNX und Bluetooth Schnittstellen sind bereits eingerichtet und können bedient werden. Der Komfort und die Vielfalt jedes Standards werden dabei optimiert. Im finalen Zustand jeder Schnittstelle ist die Identifikation automatisiert und die Zusammenarbeit zwischen den Welten nahtlos integriert.

Training

Wir begleiten unsere Aktivitäten durch Seminare und Weiterbildungen. Für die breite Anwendung schulen wir dabei den Schauraum, den Einsatz im Verkaufsgespräch und die Schulungen der jeweiligen Produkt- und Anwendungsneuerungen, teilweise in Verbindung mit Herstellern der Produkte, speziell wenn es um die USPs der Produkte geht. Gleichzeitig bieten wir auf Bedarf Schulungen im Bereich Visualisierung und Simulation an, um unser Know-How weiterzugeben und eigene Ergänzungen für Projekte selbst zu realisieren.

Onlineplattform

Im ersten Schritt arbeiten wir mit ausführbaren Dateien und Online Kollaborationen. Die Dateigrößen von ca. 100MB sind für Datentransfer ohne Probleme händelbar. Die Entwicklung einer Onlineplattform bzw. von speziellen Formaten z.B. auf Xbox oder IOS Tablets ist möglich, allerdings (noch) nicht erste Priorität.

Zusammenfassung

Mit der Echtzeitsimulation ergibt sich eine neue Möglichkeit technische Parameter und Kauderwelsch in echtem Kundennutzen darzustellen. Dies funktioniert gleichzeitig emotional und sachlich bzw. faktisch. Es ist dabei individuell und immersiv, ohne dass das Rad jeweils neu erfunden werden muss. Der Kunde wird dabei regelrecht in die Faszination Ihres Gewerks einbezogen und entwickelt ein Verständnis für den eigenen Nutzen. Dabei werden viele Berührungsängste abgebaut und Prioritäten, aus Sicht des Kunden, gesetzt. Dies schafft Vertrauen und Differenzierung. Mittelfristig erleichtert die Arbeitsmethodik die interne Vorfinanzierung und Realisierung. FutureACT und Elektro Bernecker haben hier gemeinsam Vorarbeit geleistet und werden diesen Weg Schritt für Schritt ausbauen.

Abbildung 5: Bereits die geografisch korrekte Arbeit mit dem Tageslicht verleiht Themen Spannung und unterstützt Entscheidungen zu Farben, Technologie und Gestaltung.

Die Chance Außenbeleuchtung

Wed, 25 Mar 2020 15:06:48 GMT

Die Smarte Straße als echter Eckpfeiler einer Smart Community

Das Straßen- und Wegenetz und die öffentliche Beleuchtung vernetzen physisch die Lebensadern einer Stadt. Entlang dieses Systems können die elektrifizierten Außenleuchten und die vandalensicheren Höhen der Masten neue Aufgaben übernehmen. Der Siegeszug der LED bietet zudem eine große Chance. Getrieben durch die hohe Wirtschaftlichkeit dieser Lösung, wird das Beleuchtungsnetz im Moment ohnehin angegriffen. Mit wenigen Handgriffen lässt sich eine IoT-optimierte Telekommunikationsinfrastruktur entlang der Außenbeleuchtung realisieren, die für die Beleuchtung selbst, aber auch für viele andere Anwendungen große Vorteile bietet. Kommunen erhalten dabei zudem ein kleines, öffentliches „Labor“ für mehr Bürgerbeteiligung und interne Tests von Lösungsqualität.

Dieser Artikel beschreibt, ausgehend von der LED, den Weg zur smarten Straße und intelligenten Kommune mit großartigen Optionen für mehr Bürgerbeteiligung.

Lesezeit: 9 min

Das klassische Orange der Natriumdampflampen verschwindet zunehmend aus unserer Wahrnehmung. Die LED übernimmt die führende Rolle.

1. Außenbeleuchtung heute

Die LED hat in der Außenbeleuchtung heute eindeutig Einzug gehalten. Die Energieeinsparung durch die Technologie ist verführerisch genug, um von elektrischem zu elektronischem Licht umzusteigen. Heute kursieren widersprüchliche Zahlen zum Status der Umrüstung auf LEDs in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Bloße Beobachtung zeigt aber, dass

noch viele konventionelle Leuchten im Betrieb sind
nahezu alle Kommunen heute Erfahrungen mit dem Umstieg auf LED gemacht
der Großteil der neuen Ausschreibungen auf LED beruhen.

Positiv ist, dass die versprochenen Energieeinsparungen mittlerweile zutreffend sind. Die anfänglichen Probleme mit Farbstabilität und Anfälligkeit für Spannungsschwankungen wurden inzwischen gelöst. Zunehmend spielt die LED nun auch ihre Qualitäten bzgl. langer Lebensdauer aus. Dies reduziert die Wartungskosten deutlich.

Kritisch ist nach wie vor die psychologische Lichtwirkung. Ein normativ korrekter Kontrast wirkt unter Natriumdampf völlig anders als unter kaltweißen LEDs. Durch die Erhöhung der verfügbaren Lichtfarben und Farbwidergaben lässt sich dieses Problem gut beheben, muss dazu aber in der Planung eine größere Rolle spielen. Ein anderer Aspekt ist die gefühlt stärkere Blendung. Bei der großen Auswahl an Lichtverteilungen ist dies allerdings zu weiten Teilen vermeidbar. Zudem haben nordische Länder bereits heute Vorgaben für trockene und nasse Straßenverhältnisse. Wenn letzteres bei uns und in den Normen volle Anwendung findet, wird die Qualität hier nochmals deutlich steigen. Stärkere Berücksichtigung wird in den kommenden Jahren die zunehmende Verschmutzung von Leuchten spielen. Bis dato wurden diese beim regelmäßigen Leuchtmittelwechsel zumindest grob gereinigt. Es besteht also weiter Verbesserungspotential bei der Lichtqualität, aber bei sorgfältiger Planung und Ausführung sind auch gehobene Anforderungen ans Licht gut lösbar.

Enttäuschend ist allerdings die weitestgehende Ignoranz der Dimmbarkeit der LED. Wie kein Leuchtmittel zuvor, kann die LED in der Beleuchtungsstärke angepasst werden, ohne große negative Auswirkung auf eine schnellere Alterung zu haben und ohne große Verluste in der Effizienz der Leuchten in Kauf nehmen zu müssen.

Doch gerade dieser Umstand ist die Basis für den Quick-Win (siehe 2.) - und damit ein wichtiger Faktor um die Straßenbeleuchtung als begründeten Weg (siehe 3.) in die intelligent-vernetzte Infrastruktur unserer Städte (siehe 4.) zu sehen.

2. Smarte Außenbeleuchtung

Die Außenbeleuchtung produziert zumeist, sobald in Betrieb, deutlich mehr Licht als die Nutzung gerade vorgibt. Die Mindestanforderungen der EN13201 gehen von einer Mindestbeleuchtungsstärke bei einer definierten Verkehrsdichte aus. Die reale Nutzung entspricht, gerade in den Nachtstunden, selten dieser Dichte. Bereits bei viel befahrenen Straßen ist das Potential sehr hoch. Die Südosttangente Wien ist heute – nach dem Austritt Großbritanniens - die meist befahrene Straße in der EU. Messungen der Asfinag, Österreichs Gesellschaft für Autobahn und Schnellstraßen, haben ergeben, dass 69% des Energieverbrauchs eingespart werden kann. Dies erfolgt rein durch eine adaptive Anpassung der Beleuchtungsklasse an die Verkehrsdichte, in diesem Fall von ME2 - ME4b. Für Bundesstraßen und Gemeindestrassen liegt dieses Potential sicher höher. Aussagen von 80% - 90% Energieeinsparung sind fallweise zu analysieren, aber durchaus glaubwürdig.

Im Falle der Südosttangente, ist die technische Realisierung relativ einfach. Dort existieren bereits Sensoren und Programme zur Messung des Verkehrs und die Anpassung kann per Software gut vorgenommen werden. Clevere Infrastrukturen erlauben dies zukünftig immer einfacher zu gestalten (siehe 4.).

Anders die Situation der vielen Leuchten, die heute einfach umgerüstet werden. In seltensten Fällen existiert eine flächendeckende Erfassung des Verkehrs. Zudem ist der Verkehr in vielen Bereichen vielschichtiger. Autos teilen sich die Straße mit Motorrad, Fußgänger, Jogger, E-Bike Fahrer, Scooterpilot oder Inlineskater. Dabei stößt die klassische Erfassung über PIR (Passive InfraRed) schnell an Ihre Grenzen. z.B. werden Autos im Winter und kurz nach dem Anfahren sehr schlecht erkannt. Die letzten Jahre haben sich aber die Kosten von Doppler-Radar Sensoren deutlich reduziert, so dass in der Kombination beider Sensoren innerorts eine zuverlässige Erfassung zu vernünftigen Kosten gewährleistet werden kann.

Da Beleuchtung aber nicht in aller erster Linie zur Energieeinsparung da ist, muss das resultierende Licht die individuellen Anforderungen abdecken. Die zuverlässige Erfassung des Verkehrsteilnehmers reicht dazu selten aus. Ein Auto mit 60km/h und ein Fußgänger mit 5km/h haben einen völlig anderen Bedarf an die Beleuchtung. Übliche Sichtweiten in der Straßenplanung bei 60km/h sind 100m (Haltesichtweite) und 475m (Überholsichtweite). Lichttechnisch steht die Leuchtdichte der Straße im Mittelpunkt. Ein langsamer Fußgänger braucht dagegen vor allem Beleuchtung im direkten Umfeld. Kernkriterium ist die Beleuchtungsstärke. In Zonen mit hohem Sicherheitsbedürfnis werden zusätzlich vertikale und halbzylindrische Beleuchtungsstärken fixiert, um Absichten von anderen Verkehrsteilnehmern früher zuverlässig erkennen zu können. Ein Fußgänger kann sich dabei jederzeit schnell umdrehen und braucht demnach Licht nach vorne, wie auch nach hinten. Bei einem fahrenden Auto spielt das Licht hinter dem Auto eine untergeordnete Rolle.

Der Lichtbedarf verschiedener Lichtteilnehmer ist unterschiedlich. Eine Lichtblase stellt sicher, dass die Ansprüche effizient gelöst werden. Für den langsamen Fußgänger (unten) ist die Lichtblase symmetrisch und er hat vorne und hinten gleich viel Licht. Für den schnellen eBiker ist die Verteilung assymmetrisch.

Gute Sensoren und Systeme erkennen demnach nicht nur Verkehrsteilnehmer, sondern auch das Tempo und die Beschleunigung. Daraus kann eine intelligente Steuerung die individuelle Lichtblase berechnen. Unter einer Lichtblase verstehen wir den Bereich, der aufgrund der Bewegung jetzt hell wird. Diese Blase hat eine Geschwindigkeit und eine Ausdehnung, die dem Bedarf entspricht. Eine Lichtblase enthält in der Regel mehrere Lichtpunkte, d.h. der auslösende Sensor muss auch mehrere Leuchten ansprechen können.

Es hat sich bewährt das Licht außerorts komplett abzuschalten, wenn kein Verkehrsteilnehmer unterwegs ist. Innerorts ist abzuwägen. Wir Menschen sind relativ unsensibel auf Helligkeitsschwankungen, dagegen ist der Unterschied zwischen leuchtend und nicht leuchtend für uns sofort wahrnehmbar. So scheint es sinnvoll, auf die letzten % der Einsparungen zu verzichten und das Licht nicht komplett auszuschalten.

Wichtig für die Auswahl einer Lösung ist nun die Positionierung der Intelligenz und der Transfer der Steuersignale. Eine klassische Lösung ist PLC (Powerline Communication), bei der das Signal über das Stromkabel versandt wird. Kostengünstig ist dann eine zentrale Intelligenz im Verteiler, welche die Steuerung der Leuchten übernimmt und zusätzlich optional als Gateway in eine Smart City fungiert.

Eine interessante Alternative ist ein sogenanntes Mesh-Netzwerk, in dem die Leuchten und die Sensoren bestimmte Frequenzbänder für die kabellose Kommunikation nutzen und jeder Teilnehmer die Weitergabe der Information an seine Nachbarn übernehmen kann. Diese Strukturen sind gerade für das Internet of Things (IoT) zentral. Bekannte Stichworte im Datentransfer sind LoRaWan, NarrowBand-IoT oder im neuen 5G Standard das Datenset mMTC (massive Machine Type Communications). Das Zhaga Buch 18 normiert inzwischen auch die Schnittstelle zwischen Leuchten und den Steuerungsmodulen. So stehen heute technisch eine Reihe an Standards zur Verfügung, um ein offenes und standardisiertes Netzwerk einzuführen, ohne sich auf einen einzigen Anbieter festlegen zu müssen.

3. Die vernetzte Straße

Besitzt man solch ein Mesh Netzwerk in der Beleuchtung, gibt es sofort eine Reihe von Anwendungen, die sehr gerne die einfache Anbindung an die Datenstruktur nutzen würden.

Monitoring, z.B. Lärm-, Emissions- oder Bewegungsdaten
Serviceautomatisierung, z.B. via Füllstände in Mülleimern, Streugutbehältern, Hundeklos
Energiemanagement, z.B. Batteriestandanzeigen
Fußgängerleitsysteme, z.B. zur lokalen Wegeführung
Informationsysteme, z.B. Wartezeiten an Schaltern und Haltestellen
Autoleitsysteme, z.B. Parkplatzverwaltung und Information
Eventmanagement, z.B. Versenkbare Poller, Elektroverteiler, Synchronisation
Parkmanagement, z.B. Wetter, Boden, Bewässerung
…

Sensoren für diese Anwendungen können am Lichtmast (z.B. Kameras) oder in den Gerätschaften im Feld (z.B. Füllstandsensoren) untergebracht sein. Da Straßenleuchten beinahe den gesamten öffentlichen Raum durchziehen und daher immer in der Nähe sind, muss die Sendeleistung verwendeter Sensoren nicht groß sein. Das Mesh-Netzwerk übernimmt automatisch den weiteren Datentransfer. Das Straßenbeleuchtungsnetz nimmt somit eine Reihe weiterer Anwendungen Huckepack.

Noch schöner, die Daten können auch dazu dienen, die Beleuchtung zu verbessern. Wenn ausgefahrene Poller eine Straße plötzlich teilen, wird der Bereich der Poller intensiver beleuchtet und die Lichtblase entsprechend angepasst. Bei Detektion von Gefahr durch Geräusche wie Glasbruch, Gewehrfeuer oder Hilferufe geht das Licht in einer Zone auf 100%. Kurz bevor ein Bus an der Bushaltestelle ankommt dimmt das Licht entsprechend hoch und sorgt für höhere Aufmerksamkeit.

Ein Mesh -Netzwerk in der Beleuchtung kann auch Signale von anderen Installationen übernehmen, hier z.B. Füllstandssensoren in Abfallbehältern.

4. Die smarte Stadt

In den seltensten Fällen ist eine Stadt eine komplette Neuinstallation, sondern wird schritt- und/ oder quartiersweise saniert. Eine ganze Reihe der Anwendungsfälle lassen sich in einer kleinen Straße oder im Verbund einiger weniger Straßen schon erleben, testen und umsetzen. Andere Anwendungen sind nach erster Umsetzung noch kaum relevant, profitieren aber von jeder weiteren Straße, die eingebunden wird. So ergeben sich schöne Quick Wins und langfristige Vorteile. Dabei kann situationsabhängig entschieden werden, ab wann der Zeitpunkt gekommen ist, die jeweiligen Anwendungen zu addieren. Die Sensoren müssen dazu nicht schon vorab beschafft werden.

Die Anbieter und vor allem die EU haben zudem eine Reihe von Konsortien und Initiativen gebildet, um Standards zu schaffen, die eine schrittweise Annäherung an die Smart City aus den verschiedensten Gewerken und Projekten erleichtern. Diese im Detail zu beschreiben würde hier zu weit führen, aber zumindest einige Eckpunkte für weitere Recherchen können wir hier geben.

Von zentraler Bedeutung sind hier

das Management von IoT Geräten,
das Handling von Datenstrukturen
das Verarbeiten dieser Daten im entsprechenden Kontext
die Gewährleistung der verschiedenen Sicherheitsaspekte
die Monitoringaufgaben

Hier stehen heute bereits eine Reihe von Lösungen zur Verfügung.

TALQ setzt einen Standard für Monitoring und Datenmanagement.
FIWARE definiert Standards und Rahmenbedingungen um die Einrichtung von spezifischen, lokalen Plattformen zu erleichtern.
MIM (Minimal Interoperability Mechanisms) von OASC (Open Agile Smart Cities) schaffen grundlegende Referenzarchitekturen und offene APIs für und von Smart Cities.

Als Folge gibt es TALQ- und FIWARE-ready Anwendungen und vergleichbare Pilotinstallationen auf Basis der MIMs. Im Falle können interessante Anbieter gezielt auf Ihre Haltung zu diesen Protokollen und Standards befragt und Ausschreibungen entsprechend gestaltet werden. Dies stellt sicher, dass die Installationen den zukünftigen Gedanken der Smart City schon enthalten. Aus Sicht smarter Straßen ist es beruhigend zu wissen, auf einen sicheren Backbone aufsetzten zu können, um sich voll und ganz auf die Wertschöpfung vor Ort zu konzentrieren.

5. Die Smarte Community

Neben all der Technologie lebt die intelligente Stadt der Zukunft von der Einbindung und der hohen Identifikation seiner Bürger. Heute wird als Mittel dazu häufig eine Bürgerbeteiligung durchgeführt. Dieser Prozess findet sehr häufig früh im Visionsprozess statt und spielt dabei auf einer sehr philosophischen und wenig greifbaren Ebene. Die Ergebnisse sind oft beeindruckend, wenn auch sehr ähnlich. Dabei werden hohe Erwartungen geweckt, die selten schnell erfüllt werden können.

Was wäre, wenn es eine Zone in der Stadt gibt, in der schnell intelligente Technologien und Anwendungen ausprobiert werden können und es sofort greifbare Ergebnisse gibt. Für Lösungen, die ohnehin große Vorteile bringen, ist dies ein hervorragender Test. Nebenbei lässt sich die Installation verwenden, um vorab zu prüfen, ob die Geräte einzelner Anbieter auch tatsächlich austauschbar sind. Für Anwendungen, deren Vorteile nicht so klar auf der Hand liegen, lässt sich jetzt Bürgerbeteiligung in einer ganz anderen Relevanz realisieren. Das Einbeziehen im Entscheidungsprozess eines Tests stellt sicher, dass die Diskussion im Rahmen der Möglichkeiten ablaufen und das Ergebnis des Prozesses auch schnell sichtbar wird. All diese Testoptionen lassen sich zudem auch öffentlich darstellen. Dies sorgt kontinuierlich für mehr Bewusstsein, gesteigerte Identifikation und einen positiven Grundspirit.

Bürgerbeteiligung in Entscheidungsprozessen. Realisierte Testinstallationen erlauben schnelles Feedback, sind konkret und schüren nicht falsche Hoffnungen.

Das „Living Lab“ des DOLL (Danish Outdoor Lighting Lab) ist ein Musterbeispiel für solch einen Ansatz. Hier haben sich mehrere Kommunen unter der Führung des Gate 21 zusammengeschlossen, um intelligente Lösungen entlang der Straße zu installieren, zu analysieren und mit Anbietern, Kommunen und Bürger zu diskutieren. Blickt man auf die Realisierungen in Dänemark in den letzten Jahren, kristallisiert sich dieser Ansatz als echtes Erfolgsmodell heraus.

Die Fragestellungen, die sich für Kommunen und städtische Serviceanbieter heute demnach stellen:

Werden aktuell Straßen auf LED umgerüstet?
Wurden die Möglichkeiten der Steuerung diskutiert und faktisch abgewogen?
Macht es Sinn dabei eine Zone technisch so auszustatten, damit viele Anwendungen der Zukunft schnell realisierbar sind?
Können weitere Stellen in der Kommune motiviert werden, um das kleine Zusatzbudget zu stemmen?

Fakt ist: Die Straße und Straßenbeleuchtung bieten eine hervorragende Basis, um die kommunale Infrastruktur intelligenter zu machen und die smarte Stadt schneller zu realisieren.

Vom schwierigen Novembergrau zu gutem Kunstlicht

Wed, 01 Jan 2020 08:31:30 GMT

Es ist einer dieser grauen Tage im Spätherbst und bietet damit die Grundlage für diesen Artikel über Lichtqualität im Tageslicht und im Kunstlicht.

Unsere Vorfahren würden uns, um unsere Fähigkeit Kunstlicht zu beherrschen, beneiden. Gleichzeitig wären sie vermutlich die ersten, die im direkten Vergleich bemerken würden, dass uns wichtige Bestandteile des Lichts verloren gegangen sind.

Die Vorschriften rund um die Qualität des Lichts fokussieren sich heute vor allem auf sicheres Sehen und Erkennen von Details. Im Mittelpunkt stehen Mindestbeleuchtungsstärken, hohe Gleichmäßigkeit, Blendungsbegrenzung und Farbwiedergabe. Für gutes Kunstlicht erweitert sich die Betrachtungsweise aber deutlich.

In diesem Artikel geben wir einen Ausblick auf alle Dimensionen des Lichts und Lösungsansätze, um die Qualität für den Menschen deutlich zu steigern.

Lesezeit: 7 min

Ein grauer Novembertag

Abbildung 1: England hat eine gewisse Reputation für graue Tage

Als Metapher starte ich an einem dieser grauen Tage im Spätherbst. Die Tower Bridge und die Blätter zeigen uns, dass Farben auch bei trübem Wetter gut erkennbar sind. Eine Karte zu lesen und darauf den Weg zur nächsten U-Bahn-Station zu finden, ist sicher kein Problem. Normativ ist gegen diesen Schmuddeltag kaum etwas einzuwenden. Doch bereits am Ende eines solchen Tages spüren viele Menschen die fehlende Energie. Nach einer grauen Novemberwoche sehnen wir uns ausnahmslos nach den nächsten Sonnenstrahlen und der damit verbundenen Vertreibung der Müdigkeit aus unseren Knochen.

Die Ursache für diese Wechselwirkung zwischen Tageslicht, emotionalem Befinden und gefühlter Energie liegt in der Evolution und der Anpassung unseres Körpers an das vorhandene Tageslicht. Retinale Ganglienzellen oder der suprachiasmatische Kern sind zwei der vielen biologischen Bausteine, die in unserem Auge und Gehirn in der Synchronisation unseres Körpers auf die Umweltbedingungen involviert sind. Aber es braucht kein Medizinstudium, um die Wirkung zu spüren. Und wir müssen nicht in diese Details einsteigen, um Lösungen zu finden. Ein natürlicher Ansatz ist die Orientierung an einem schönen Tag.

Ein schöner Tag

Abbildung 2: Bildvorschläge www.pexels.com zu "ein großartiger Tag"

Sucht man in Bilddatenbanken nach „ein großartiger Tag“, so lässt sich intuitiv erahnen, dass eine große Einigkeit besteht, was einen schönen Tag ausmacht. Es ist uns sozusagen angeboren. Neben Freunde, Lachen, Liebe stehen Bilder vom blauen Himmel, weißen „Schäfchen“wolken, brillanten Farben, leuchtende Effekte und romantisches Abendrot. Auf dieser Einigkeit kann der Designer aufbauen.

Die Dimensionen des Lichts werden dabei sichtbar. Lichtmenge, Lichtfarbe, Lichtrichtung und die Zeit sind die Parameter, die Licht definieren. Das Tageslicht auf dieser Erde nutzt dafür eine Bandbreite an Komponenten.

Komponente 1: Zenitlicht

Abbildung 3: Gutes Licht kommt nach wie vor von oben.

Der Großteil des Lichts kommt vom Himmel über uns. Die Leuchtdichte des Himmels am Zenit ist im Durchschnitt etwa dreimal so hoch wie am Horizont. Der Zenit liegt dabei selten in unserem direkten Blickfeld. Über das periphere Sehen und den unteren Halbraum des Auges nehmen wir aber auch die Leuchtdichte von Flächen bis zu 60° aus der Waagerechten gut wahr. Durch die Intensität des Zenitlichts bleibt unser wahrgenommenes Licht auch dann noch weiß, wenn der Horizont ein tiefes Abendrot ziert.

Flächige Leuchten, die mit hoher Intensität weißes Licht vom kaltweiß der Mittagszeit bis hin zu den warmen Weißtönen in den Morgen- und Abendstunden erzeugen können, sind heute eine gute Option, um Zenitlicht in unsere Räume zu bringen.

Komponente 2: Horizontlicht

Im Gegensatz zum Zenit braucht das Horizontlicht deutlich geringere Intensitäten, dafür ist aber die Farbigkeit deutlich stärker ausgeprägt. Der Horizont liegt in der Natur fast immer in unserem direkten Blick- und Gesichtsfeld. Er definiert sich durch eine klare Linie zwischen nichtleuchtender Erde und leuchtendem Himmel. Die wahrgenommenen Farben für den Himmel rangieren von leuchtendem Orange, kräftigem Abendrot, zartem Purpur, klassischem Himmelsblau bis hin zu tiefem Blau. Im Spiel der Sonne und Wolken entstehen oft auch deutlich zweifarbige Szenarien, z.B. von rötlichen Wolken vor hellblauem Himmel.

Eine indirekt abstrahlende Wandleuchte, die den oberen Teil der Wand und den Übergang zur Decke in gleichmäßig farbiges Licht taucht, ist eine intuitive Näherung an das Thema und hat sich bewährt. Sonderleuchten, die mit der 2farbigkeit spielen, Wandflutung oder Voutenbeleuchtung erzeugen ebenfalls künstliches Horizontlicht. Diese Komponente erhöht die wahrgenommene Qualität im Raum deutlich.

Abbildung 4: Die Lichtfarbe am Horizont ist ein nicht zu unterschätzender Trigger für den Menschen.

Komponente 3: Licht- und Schattenstrukturen

Die Natur, z.B. Bäume und heute auch zunehmend die Architektur, schaffen in Verbindung mit dem Wandern der Sonne einen natürlichen Wechsel von Licht und Schatten. Dieser ist am Arbeitsplatz, dort wo der Fokus der Sehaufgabe liegt störend. An Wänden und Böden wird dieses modulierte Licht als spannend empfunden und signalisiert heiteres Wetter, erzeugt positive Grundstimmung und Brillanz. Zudem erhöhen diese Wechsel die Kreativität.

Mit Spots und Downlights sind Licht- und Schattenstrukturen außerhalb der Arbeitszone in Räumen einfach zu erzeugen. Damit verändern sich Schwerpunkte im Raum, ohne die Sehaufgabe zu beeinträchtigen oder Menschen aus dem Flow der aktuellen Aufgabe zu reißen. Die unbewusste Verarbeitung dieser Signale im peripheren Sichtfeld begründet die Wirkungsweise.

Komponente 4: Zeit

Allen Komponenten des Tageslichts innewohnend ist eine Veränderung von Lichtfarbe, -menge und -richtung über die Zeit. Sofort eingängig ist die notwendige Veränderung des Kunstlichts über den Tag. In einem zweiten Blick ist auch klar, dass die Dimensionen des Lichts sich natürlich über die Jahreszeit verändern.

Um den Menschen über Licht in seiner emotionalen und biologischen Leistungsfähigkeit positiv zu beeinflussen, ist es essenziell, die Komponenten des Lichts in Abhängigkeit der Zeit zu synchronisieren und zu variieren. Eine Orientierung der Ansteuerung an Lichtveränderungen in der Natur ist der erste Schritt. Dabei gibt es nicht nur eine einzige Steuerkennlinie für Licht. Ein schöner Tag auf dem freien Feld, unter einem Baum, auf einem Berggipfel oder bei einem Aufenthalt im Wald sind unterschiedlich hinsichtlich der einzelnen Dimensionen des Lichts. Alle Stimmungen wirken belebend im Vergleich zum monotonen Kunstlicht, haben jedoch individuelle Stärken hinsichtlich Wirkungsweise auf Entspannung, Konzentration, Kreativität oder Kommunikation.

Abbildung 5: Veränderliches Licht im Raum gibt dem Tag und dem Raum Struktur

Augenmerk auf Bedienung: Lichtszenen

Die verschiedenen Tageslichtkomponenten lassen sich heute technisch einfach in den Raum transportieren. Versehen mit den entsprechenden Steuerkennlinien entsteht ein Umfeld, dass unserer menschlichen Natur nahekommt. Damit steigern wir subtil Wohlbefinden, Energiehaushalt und Leistungsbereitschaft im deutlich zweistelligen Prozentbereich.

Sehr wichtig für die Akzeptanz der Nutzer ist eine Steuerung zu finden, die sich einfach bedienen lässt, aber auch eine intuitive Auswahl ermöglicht.

In kleinen Büros und Meetingräumen haben wir gute Erfahrungen gemacht, wenn der Nutzer zwischen 2-4 dynamischen Szenarien wählen kann und zudem die Anlage gedimmt werden kann. Hier gibt es eine Vielzahl an Tastern auf DALI und KNX Basis, die gut angenommen werden.

Im Großraumbüro kann das generelle Zenitlicht etwas zurückgenommen werden. Wird das Konzept dann mit Direktlicht über den Arbeitsplätzen ergänzt, entsteht eine individuelle Eingriffsmöglichkeit. Dabei ist dieses Direktlicht so auszuführen, dass der Lichtaustritt an der Leuchte nicht sichtbar ist. Dann bleibt der gesamte Raumeindruck ausgewogen und harmonisch. Für diese Räume haben wir gute Erfahrung gemacht, wenn die oben erwähnten Taster das Raumlicht regeln. Die einzelnen Nutzer bekommen zusätzlich einen Webzugang auf Ihre Leuchte und können über den Rechner oder das Smartphone individuell eingreifen.

Aus unserer Erfahrung funktioniert dabei die Intuition sehr gut, solange sich das Licht an unserer Evolution und Natur orientiert.

Abbildung 6: Intuitive Bedienung orientiert sich eher an Tasten Im Aufzug als an einem Mischpult.

Metapher Wetter und Klima: Spontane Eingriffe in die Dynamik

Mit den Lichtszenen haben wir das richtige Raumklima geschaffen. Apropos Klima. In der Natur gibt es parallel zur langfristigen Sichtweise auch das spontane Wetter. Dieses überrascht uns häufig durch beträchtlliche Abweichungen von der Erwartungshaltung an die Jahreszeit. Im Licht stellen die definierten Kennlinien das Klima dar. Perfektioniert wird das Angebot, wenn das Licht auf individuelle und spontane Bedürfnisse reagieren kann. So haben sich in Einzelbüros, Home-Offices und privaten Anwendungen Funktionen wie „Lichtdusche“, „Fade out“, „Halten“ oder „Pretty Start“ bewährt. Diese werden im Normalfall über das Mobiltelefon aktiviert.

Die Lichtdusche gibt eine hohe Lichtintensität für eine Dauer von ca. 30 Minuten. Ab Minute 20 blendet die Lichtdusche langsam in die vorher gewählte dynamische Stimmung zurück.

Um „Pretty Start“ zu verstehen, vergleichen wir die natürlichen Steuerkennlinien für die Beleuchtung mit dem Essen. Ein gutes Tiramisu ist für die meisten Menschen ein delikater Abschluss eines Menüs. Zur ausgewogenen Ernährung gehört aber auch der Spinat oder der Salat. Ein ausgewogenes Lichtszenario hat über den Tag ebenfalls einen Mix aus schönen und gesunden Szenen zur Verfügung. Mit „Pretty Start“ stellen wir sicher, dass beim Einschalten der Beleuchtung die Beleuchtung außergewöhnlich positiv ist („Tiramisu“) und erst in den nächsten Minuten auf die ausgewogene Steuerkennlinie dimmt.

Grundvoraussetzung heute: Energieeffizienz

Selbstverständlich können die einzelnen Lichtkomponenten heute in LED mit höchster Effizienz ausgeführt werden. Themen wie Anpassung der Kennlinien an einfallendes Tageslicht, Anwesenheit oder Alterung der Leuchten ist jederzeit möglich. Damit kann sichergestellt werden, dass eine Beleuchtung, die sich am Tageslicht und am Menschen orientiert, gleichzeitig energieeffizient ausgeführt werden kann.

Abbildung 7: Ausgewogene Ernährung ist mehr als nur "leckere" Desserts. Wie gehen wir mit gesundem Licht um?

Realisierung: Projekt mensch lichT

Mit menschlichT haben die Firmen Elektro Bernecker und FutureACT alle Phase von Idee bis zur erfolgreichen Übergabe Bausteine geschaffen, um die Komplexität in der Lösung für Kunden und Nutzer einfach zu machen. Im Bereich der Leuchten greift das Team dabei vorwiegend auf Marktstandards zurück. Spannend wird das Thema bei der Steuerung. Hier bietet der Markt heute kaum Lösungen für die Vielfalt der Anforderungen. Eine Steuerung muss mehrere Steuerkennlinien parallel verarbeiten können. Zudem muss es möglich sein, Farbe, Farbtemperatur und Dimmwerte über eine Bandbreite an Leuchtentypologien zu synchronisieren. Individuelle Steuerkennlinien müssen schnell erstellt und eingespielt werden können. Die Ansteuerung muss über Szenen über Taster, Web, Mobiltelefon, Präsenzsensor oder Lichtsensor möglich sein. Eine Einbindung in die gängigsten Protokolle wie DALI und KNX ist vorteilhaft. Brenndauerverwaltung und Tageslichtquotient sind in der Auslegung hinsichtlich Energieeffizienz wichtig.

Zudem ist es von unschätzbarem Wert, wenn eine Steuerung klein und einfach ausgeführt werden kann. So können vor einer großen Investition mit vielen Arbeitsplätzen die Technologie und die Wirkung in ausgewählten Bereichen ausprobiert werden.

Mit der menschlichT-Software hat das Team solch eine Steuerung entwickelt und kann diese über den Controller auch in kleinen Anlagen kostengünstig betreiben. Durch den direkten Zugriff auf die Software und die Intelligenz des Systems, kann das Team alle Sonderanwendungsfälle abdecken. Neben der klassischen Beleuchtung für den Menschen in Arbeits- und Wohnräumen, helfen die Funktionen des Controllers in Museen, Schaufenstern und Ausstellungen, um außergewöhnliche Lösungen zu gestalten.

So bietet die Digitalisierung dem Kunstlicht ganz neue Chancen und dem Menschen eine Option die Bedürfnisse seines Körpers besser abzudecken. Dies hilft an grauen Novembertagen und an langen Tagen im Büro oder in den eigenen 4 Wänden. Es lässt aber trotzdem noch Platz für die Magie des Lichts und des Augenblicks an besonderen Sonnenuntergängen.

Abbildung 8: Das Wissen um das Thema, gepaart mit der Nutzung modernster Produkte, ergänzt durch gute Planung und mit perfekt abgestimmten, eigenen Entwicklungen schafft Einfachheit und eine herausragende Lichtlösung, die sich schnell rechnet.

Dynamische Lichtlösungen - Motivationen, Problemfelder und Lösungen

Thu, 12 Dec 2019 09:32:01 GMT

Wir finden heute drei Motivationen für gutes Licht – Ästhetik, Energieeffizienz und menschliche Bedürfnisse. Orientiert man sich am erreichbaren Optimum, ist dynamisches Licht in allen drei Anforderungen die logische Konsequenz. Unter dem Stichwort „menschlichT“ haben wir die technischen Grenzen für Ästhetik und menschliche Bedürfnisse verschoben und in den letzten Wochen mehrfach berichtet, z.B. hier. Wie sieht es aber mit dynamischem Licht und Energieeffizienz aus?

Abbildung 1: Auch wenn die LED an sich hohen Wirkungsgrad hat, wird die Lichtlösung erst effizient, wenn Lichtlenkung stimmt und das Licht perfekt an Tageslicht, Nutzung und Zone angepasst ist.

Licht und Energieeffizienz – Technische Lösungen am Markt

Im Bereich Energieeffizienz sehen wir alle technischen Lösungen bereits am Markt verfügbar. Doch trotz allem technischen Fortschritts sind es immer noch statische Lösungen, die unseren Kunstlichtalltag dominieren. Und das obwohl oft 50-70% des Einsparungspotentials an Beleuchtungsenergie in der adäquaten Steuerung liegt und Energieeffizienz wichtiges Thema geworden ist. Einsparungen durch dynamisches Kunstlicht, basieren dabei auf einer Nutzung des Tageslichts, einer Anpassung des Lichts an die aktuelle Nutzung, intuitivem Umgang mit Licht und einer cleveren Licht- und Zonenplanung. Dem Experten stehen gar 15 physikalische Möglichkeiten der Energieeinsparung zur Verfügung. Eine effiziente Lampe, wie die LED, ist dabei nur eine dieser 15 Optionen. Warum setzen sich diese Lösungen nicht durch und wie können wir dies lösen?

Abbildung 2: 15 Möglichkeiten stehen zur Verfügung, um Energie in der Beleuchtung zu reduzieren, z.B. Wirkungsgrad, Präsenz oder auch Wandfarbe.

Problemfeld 1: Aufwand

Die zusätzlichen Aufwendungen scheinen hier eine hohe Hürde. Eine dynamische Lösung braucht in der Planung ein Vielfaches an Aufmerksamkeit. Jede Berechnung und alle Visualisierungen werden deutlich komplexer. Aus einfachem Schalten werden Steuerkennlinien, statt einfachen Additionen von Verbrauchern berechnen wir nun Integrale, aus einfachen Schaltungen werden vernetzte Systeme, … Da sich die zusätzlichen Kosten von Systemen in Grenzen halten, ist auch der erzielbare Ertrag begrenzt. Wirtschaftlich betrachtet, ist es für viele Unternehmen sinnvoller, eine statische Lösung zu verkaufen und darauf zu vertrauen, dass die bloße Einsparung von Energie, durch die Verwendung von LED, bereits überzeugend genug ist.

Problemfeld 2: Fehlendes Bewusstsein.

Seit 100 Jahren wird Licht geschalten. Erst mit Wippen und Taster, heute häufig über Bewegungsmelder oder Sensoren. Mit dem Tastendruck – oder dem Betreten eines Raumes – erwarten wir, dass Licht einschaltet. War dies für unsere Vorfahren eine Sensation, so ist dies längst Normalität geworden. So selbstverständlich, dass wir über Licht grundsätzlich wenig nachdenken. Immer wenn Licht da ist, ist auch eine Umwelt vorhanden. Mit dieser setzen wir uns dann auseinander, nicht mit dem Licht. Und manchmal brauchen wir dringend Licht. Dies ist so bedeutend, dass die Taschenlampe Teil unserer Smartphones geworden ist. Licht ein, Problem gelöst. So fristet das Nachdenken über Licht ein Schattendasein. Und damit verbunden auch die Nachfrage nach guten Lösungen zu Licht und Energieeffizienz.

Abbildung 3: Licht ist wichtig, aber oft nur reines Werkzeug. Als solches wird es selten zur perfekten Lösung.

Lösung

Für Problemfeld 2 bleibt uns nicht anderes als zu schreiben, reden und zu überzeugen. Um Problemfeld 1 und den Aufwand in den Griff zu bekommen haben wir uns klassisch spezialisiert und Prozesse standardisiert. Dazu gehört auch die Optimierung von elektronischen Tools, die uns komplexe Rechenoperationen abnehmen sowie die Erstellung von Infografiken. Im Bereich der Potentialermittlung, Kalkulation und Visualisierung haben wir diese Voraussetzungen geschaffen. Mit dieser Basis machen wir es leichter Entscheidungen zu Licht zu treffen, Prioritäten zu setzen und Lösungen zu gestalten, die sich schnell rechnen. Mit den Modulen „Audit und Energieeffizienz“ und „Konzeption und Lichtdesign“ haben wir unsere Hausaufgaben gemacht, um Energieeffizienz zu maximieren, Umweltbelastungen zu reduzieren und Investments rentabel einzusetzen.

Wir, das sind Elektro Bernecker und FutureACT. In der Zusammenarbeit vereinigen wir all die Kompetenzen, um erstklassige Lichtlösung mit professioneller Steuerung und zuverlässiger Ausführung in Franken und Nordbayern zu ermöglichen.

Abbildung 4: Neben menschlichT bietet die Kooperation noch weitere Highlights. Am Ende stehen qualitative Lichtlösungen auf hohem technischen und wirtschaftlichen Niveau.

Human-Centric Lighting – Quality differences on its journey for finding a solution

Thu, 12 Dec 2019 08:58:05 GMT

Great Idea and minor problems

It is refreshing to see that the lighting industry, under the heading of “Human Centric Lighting”, is trying to turn the new possibilities of technology into real quality for people.

It turns out that the term “Human Centric Lighting” is used for a very wide range of applications.

A comparison between quality levels is hardly possible and by no means fair. The often cited “apples and pears”. The purpose of this blog is to provide interested end users with approaches to separating the “wheat from the chaff”. This increases the chance to meet expectations.

Reading time 4 minutes.

Historical environment creates conditions and problems

The switch to LED has pushed the quality features of lighting in many discussions for “good light” to the side. After the first decorative and very colorful launch phase before 2010, successful products seemed to follow simple formulas in recent years.

More light per watt was replaced by light amount per euro. Both topics lead to a destructive market behavior. Luminaires are becoming more and more similar. The price war increasingly intense. There is hardly any time due to this pressure to discuss qualities and give detailed advice.

The LED, with its characteristics of efficiency, simple control, longevity and miniaturization has created many prerequisites that today allow us much better light.

Brief insight into the human – light relationship

Today people spend most of their time indoors. However, evolution has shaped us on the existing change of daylight. So, there is a mix of processes in the body that keep us in a healthy balance.

Technically, it is called circadian rhythms and homeostatic processes that, for example, regulate healthy sleep. If we change the rhythm, we get into problems very quickly. In today’s world, many people have experienced jet lag. This serves as a good example of the mode of action and has its cause in suddenly changing the trigger of the daily rhythm.

Picture 1: The eyes and the brain have adapted optimally to the natural light conditions in the course of evolution. This process began well before man’s existence.

Application 1: Special workplaces with adjustment of the biorhythm

NASA has been using high light intensities, dynamic light and light colors for decades to support astronauts both biologically and psychologically.

Mistakes made by astronauts are expensive and dangerous. Space agencies know about the effects of light and even gladly accept this solution to include a mass of additional rocket fuel for the weight of batteries and lights. Few people notice it directly, but astronauts are well lit with live broadcasts from spaceships and space stations without the need for stage lighting.

For special workplaces e.g. in air traffic controllers or in switchgear of nuclear power plants similar concepts can be found. In these high-end concepts, the lighting usually also corrects the biorhythm.

Surveillance and monitoring by occupational physicians are urgently required, so that the demand for light and darkness is planned and satisfied in the hours outside the shift.

An intervention in the biorhythm is always serious and must be considered carefully. Sometimes it can hardly be avoided. A surgeon who needs emergency surgery at midnight should be in good shape, despite the inconvenience.

Application 2: Spaces that support humans

If the goal is to support people’s biorhythm, things will become much simpler and more positive. It seems logical that in normal indoor environments and circumstances orientation by daylight for artificial light should be a good solution. Scientific studies have shown this many times in the past 20 years. Well-being and willingness to perform can be increased well in the double-digit percentage range.

Our daylight is defined by zenith light in different shades white, horizon light with the intense colors in the morning and in the evening and changing light. The latter is caused by structures in our environment and the consequences of shadows, reflections and the course of the sun.

If we bring this into our rooms, the lighting designer has a few tools at his disposal. As an approach, so called tunable-white lights in the workplace can take over the task of zenith. If the luminaire has a large light-emitting surface, this is normally an advantage for our eye.

Dynamic colored light on the on the upper half of at least one wall gives a good horizon.

Dimmable lights or spots can well simulate the shadow play of the wandering sun. The interior lighting here does not have to follow the course of the sun precisely. The changes are so slow that the attention of the employee is not disturbed.

Picture 2: Daylight is much more than just a change of light from warm to cold white.

Application 3: Tunable-White luminaires

If dynamic light is to be realized from a single standard light, then most users opt for a focus on zenith light. As a timid approach to the topic of “Human Centric Lighting” tunable-white luminaires are a first step. The market now has a multitude of forms and solutions with fixed tax characteristics. These solutions often provide a god first approximation and are an introduction to the Human-Centric Lighting discussions.

But lighting solutions have a much longer lifespan than smartphones. If you plan to replace the lighting in the next three years, a timid approach to the topic makes sense.

Quality in the control

Unlike lights with a range of solutions, control becomes more difficult. It is important that the range of different lights, whether tunable-white colored or dimmable lights, are synchronized with each other. In nature, man experiences the light in the light in the open field, under a tree and in the forest. In all areas, the light is dynamic and daylight-dependent, but has very different effects on psyche and well-being. Therefore, the user should be able to choose between different dynamics. The moods also have to adjust to the length of the day automatically according to the season. Ideally, if the user has the opportunity to implement special requirements, e.g. a light shower, individual access, own scenes or reduced amount of blue in the evening for better sleep. Final, it’s perfect if the moods can be easily adjusted to suit individual preferences.

Here we have created an innovative solution with the project and the resulting software “ menschT” and showed that this combination of quality feature in the control is possible. In the coming years, we expect a number of further solutions and a wider choice of systems.

Towards the solution

Human-Centric Lighting is possible today and brings advantages in all applications. If the expectations are clear, there are solutions today. A light expert will then gladly pick up the ball, ask questions and answer and find an appealing solution. Background information such as melanopic,suprachiasmatic nucleus and retinal ganglion cells may be included in the discussion and have a valid place in the discussion. But knowing the details of human processes is not necessary to harness the power of Human-Centric lighting solutions.

Image 3: Tunable-white Luminaries in the surface, subtle colors on the wall and changing spots in the room create a dynamic that enhances motivation, efficiency and well-being.

Human-Centric Lighting – Qualitätsunterschiede auf dem Weg zur Lösung

Thu, 07 Nov 2019 09:06:16 GMT

Gute Idee und kleinere Problemfelder

Es ist erfrischend zu sehen, dass die Lichtbranche, unter dem Stichwort „Human Centric Lighting“ versucht, die neuen Möglichkeiten der Technologie in echte Qualität für Menschen zu überführen. Doch es zeigt sich, dass der Begriff Human-Centric Lighting für eine Bandbreite an Anwendungen genutzt wird. Ein Vergleich zwischen den Qualitätsniveaus ist kaum möglich und keinesfalls gerecht. Die oft zitierten Äpfel und Birnen. Dieser Blog hat das Ziel dem interessierten Endkunden Ansätze zu bieten, um die Spreu vom Weizen zu trennen. Dies erhöht die Chance, Erwartungen erfüllt zu bekommen.

Lesezeit 4 Minuten.

Historisches Umfeld schafft Voraussetzungen und Probleme

Der Umstieg auf die LED hat die Gütemerkmale der Beleuchtung in vielen Diskussionen um gutes Licht an die Seite gedrängt. Nach der ersten dekorativen und sehr farbigen Einführungsphase vor 2010, schienen erfolgreiche Produkte in den letzten Jahren einfachen Formeln zu folgen. Mehr Licht pro Watt wurde von Lichtmenge pro Euro abgelöst. Beide Themen führen zu einem destruktiven Marktverhalten. Leuchten werden immer ähnlicher. Der Preiskampf immer intensiver. Im Erfolgsdruck bleibt kaum Zeit Qualitäten zu argumentieren und ausführlich zu beraten. Dabei hat die LED mit ihren Eigenschaften der Effizienz, einfachen Steuerung, Langlebigkeit und Miniaturisierung viele Voraussetzungen geschaffen, die uns heute viel besseres Licht ermöglichen.

Kurzer Einblick in die Mensch-Licht-Beziehung

Der Mensch verbringt heute einen Großteil seiner Zeit in Innenräumen. Die Evolution hat uns aber auf den vorhandenen Wechsel des Tageslichts geprägt. So gibt es einen Mix an Prozessen im Körper, die uns in einer gesunden Balance halten. Fachlich spricht man von circadianen Rhythmen und homöostatischen Prozessen, die zum Beispiel gesunden Schlaf regulieren. Verändern wir den Rhythmus, kommen wir sehr schnell in Probleme. In der heutigen Welt haben viele Menschen den Jet-Lag erlebt. Dieser dient als gutes Beispiel für die Wirkungsweise und hat seine Ursache im plötzlichen Verändern der Trigger des täglichen Rhythmus.

Bild 1: Die Augen und das Gehirn haben sich im Laufe der Evolution optimal an die natürlichen Lichtbedingungen angepasst. Dieser Prozess begann schon weit vor der Existenz des Menschen.

Anwendungsfall 1: Spezielle Arbeitsplätze mit Anpassung des Biorhythmus

Die NASA nutzt seit Jahrzehnten hohe Lichtintensitäten, dynamisches Licht und Lichtfarben, um Astronauten biologisch und psychologisch zu unterstützen. Fehler, die Astronauten machen, sind teuer und gefährlich. Weltraumorganisationen wissen um die Wirkungsweise von Licht und nehmen für diese Lösung sogar gerne in Kauf, eine Masse zusätzlichen Raketentreibstoff für das Gewicht der Batterien und der Leuchten einzukalkulieren. Es fällt nur wenigen Menschen direkt auf, aber bei Live-Übertragungen aus Raumschiffen und Weltraumstationen sind Astronauten gut ausgeleuchtet, ohne dass eine Bühnenbeleuchtung benötigt wird.

Für besondere Arbeitsplätze, z.B. bei Fluglotsen oder in Schaltanlagen von Atomkraftwerken finden sich ähnliche Konzepte. Bei diesen High-End Konzepten greift die Beleuchtung üblicherweise auch korrigierend auf den Biorhythmus ein. Eine Überwachung und Begleitung durch Arbeitsmediziner ist hier dringend geboten, damit in den Stunden außerhalb der Schicht der Bedarf von Licht und Dunkelheit geplant und befriedigt wird. Ein Eingriff in den Biorhythmus ist immer schwerwiegend und muss gut überlegt werden. Manchmal lässt es sich aber kaum vermeiden. Ein Chirurg, der um Mitternacht eine Notoperation durchführen muss, sollte, trotz der ungünstigen Zeit, in Hochform sein.

Anwendungsfall 2: Räume, die den Menschen unterstützen

Ist das Ziel, den Biorhythmus der Menschen zu unterstützen, dann wird die Sache deutlich einfacher und positiver. Es erscheint logisch, dass in normalen Innenräumen und Umständen eine Orientierung am Tageslicht für Kunstlicht eine gute Lösung sein sollte. Wissenschaftliche Studien haben dies in den vergangenen 20 Jahren vielfach gezeigt. Wohlbefinden und Leistungsbereitschaft kann gut im zweistelligen Prozentbereich gesteigert werden.

Unser Tageslicht definiert sich durch Zenitlicht in verschiedenen Weißtönen, Horizontlicht mit den intensiven Farben am Morgen und am Abend sowie wechselndem Licht. Letzteres entsteht durch Strukturen in unserer Umwelt und den Konsequenzen von Schatten, Reflexionen und dem Lauf der Sonne.

Bringen wir dies in unsere Räume, so stehen dem Lichtdesigner einige Tools zur Verfügung. Als Annäherung können sogenannte tunable-white Leuchten am Arbeitsplatz die Aufgabe des Zenitlichts übernehmen. Hat die Leuchte eine große Lichtaustrittsfläche, so ist dies im Normalfall für unser Auge von Vorteil. Dynamisches farbiges Licht an der oberen Hälfte von mindestens einer Wand gibt einen guten Horizont. Dimmbare Leuchten oder Spots können das Schattenspiel der wandernden Sonne gut simulieren. Dabei muss die Innenbeleuchtung hier gar nicht präzise dem Lauf der Sonne folgen. Die Veränderungen sind dabei so langsam, dass die Aufmerksamkeit des Mitarbeiters nicht gestört wird.

Bild 2: Tageslicht ist weit mehr als nur eine Lichtveränderung von warm- auf kaltweiß.

Anwendungsfall 3: Tunable-White Leuchten

Wenn dynamisches Licht aus einer einzigen Standardleuchte realisieren werden soll, dann entscheiden sich die meisten Anwender für einen Fokus auf Zenitlicht. Als zaghafte Annäherung an das Thema „Human Centric Lighting“ sind somit tunable-white Leuchten ein erster Schritt. Hier hat der Markt inzwischen eine Vielzahl an Formen und Lösungen mit fixierten Steuerkennlinien. Diese Lösungen bieten oft eine gute erste Annäherung und sind ein Einstieg in die Human-Centric Lighting Diskussionen. Lichtlösungen haben aber eine deutlich längere Lebensdauer denn Smartphones. Sollten Sie vorhaben, die Beleuchtung in den kommenden drei Jahren wieder auszutauschen, ist eine zaghafte Annäherung an das Thema sehr sinnvoll.

Qualität in der Steuerung

Im Gegensatz zu den Leuchten mit einer Bandbreite an Lösungen wird es bei der Steuerung schwieriger. Wichtig ist dabei, dass die Bandbreite an verschiedenen Leuchten, ob tunable-white, farbige oder dimmbare Leuchten, zueinander synchronisiert sind. In der Natur erlebt der Mensch das Licht am freien Feld, unter einem Baum und im Wald. In allen Bereichen ist das Licht dynamisch und tageslichtabhängig, wirkt aber ganz unterschiedlich auf Psyche und Wohlbefinden. Daher sollte der Nutzer zwischen verschiedenen Dynamiken wählen können. Die Stimmungen müssen sich zudem auf die Länge des Tages automatisch nach Jahreszeit anpassen. Ideal ist, wenn der Nutzer die Möglichkeit hat, spezielle Anforderungen zu realisieren, z.B. eine Lichtdusche, individueller Zugriff, eigene Szenen oder reduzierter Blauanteil am Abend für besseren Schlaf. Final ist es perfekt, wenn die Stimmungen einfach angepasst werden können, um individuelle Vorlieben zu realisieren.

Hier haben wir mit dem Projekt und der resultierenden Software „menschlichT“ eine innovative Lösung geschaffen und gezeigt, dass diese Kombination der Gütemerkmale in der Steuerung möglich ist. In den kommenden Jahren erwarten wir hier eine Reihe weiterer Lösungen und eine größere Auswahl an Systemen.

Vom Ziel zur Lösung

Human-Centric Lighting ist heute möglich und bringt in allen Anwendungen Vorteile. Ist die Erwartungshaltung klar gefasst, gibt es heute Lösungen. Ein Lichtexperte wird dann mit Freuden den Ball aufnehmen, Fragen stellen und beantworten und eine ansprechende Lösung finden. Hintergrundinformationen wie melanopische Wirkung, suprachiasmatischer Nucleus und retinale Ganglienzellen können in die Diskussion einfließen und haben einen berechtigten Platz in der Diskussion. Das Wissen um die Details der menschlichen Prozesse ist aber nicht notwendig, um die Wirkung von Human-Centric Lichtlösungen zu nutzen.

Bild 3: Tunable-white Leuchten in der Fläche, dezente Farben an der Wand und wechselnde Spots im Raum schaffen eine Dynamik die Leistungsbereitschaft, Effizienz und Wohlbefinden steigert.

Modernes Lighting Design

Tue, 22 Oct 2019 06:38:58 GMT

Energieeffizienz, Mensch oder Exponate - alle fordern dynamisches Licht

Grundgedanken

Die LED hat der Branche eine Masse an Vorteilen gebracht. Während Energieeffizienz und Langlebigkeit den Markt schnell eroberten - oft mit schlechter Lichtqualität - erfreut die Technologie den Lichtdesigner mit drei anderen Eigenschaften. Sie ist klein, gerichtet und einfach, ohne Nachteile in der Alterung, anzusteuern.

Um wirklich energieeffizient zu sein, sollte künstliches Licht das Tageslicht ergänzen. Da das Tageslicht sich permanent verändert, sollte das Kunstlicht ebenfalls dynamisch sein, um das benötigte Licht für die Sehaufgabe sicherzustellen.

Gehen wir eine Stufe darüber hinaus, dann ist der Mensch nicht nur in seinen Sehaufgaben, sondern auch in seinen emotionalen, biologischen und psychologischen Bedürfnissen zu unterstützen. Heute ist nachgewiesen, dass dynamisches, am Tageslicht orientiertes Licht höchst wirksam ist. So wird Beleuchtung wirklich effizient.

Final bringt diese Art des Denkens auch einen Vorteil, wenn es um Exponate geht - ganz egal, ob diese im Schaufenster oder in einer Galerie stehen. Objekte offenbaren unterschiedliche Facetten und wirken im Morgenlicht anders als im zenitlastigen Mittagslicht. Für viele Objekte und Szenarien, sowie für die menschliche Aufmerksamkeit ist dynamisches Licht häufig von Vorteil.

Leistungsspektrum

Dynamisches Licht stellt herkömmliche Planungsprozesse auf den Kopf, bzw. macht diese um ein vielfaches komplexer und risikoreicher. Diesem Thema haben wir uns gestellt und uns spezialisiert. Im Audit, im Design, in der Visualisierung, in der Amortisationsrechnung und in der Inbetriebnahme. Hier drei Beispiele unserer Methodik.

Dynamik

Wir planen dynamische Lichtlösungen und machen Effekte für Sie vorher sichtbar. Damit Sie Ihr Geld gut investieren.

Energieeffizienz

Licht hat 15 Optionen Licht einzusparen. Die physikalische Natur dieser Optionen erlaubt eine sehr präzise Planung. Diese bietet damit eine hervorragende Entscheidungs-grundlage.

Storyboards

Wir entwickeln und planen dynamische Kennlinien auf Ihren spezifischen Bedarf und nutzen dazu Erkenntnisse aus Biologie, Psychologie und Wahrnehmung.

menschlichT - Gutes Licht sinnvoll steuern

Tue, 01 Oct 2019 07:31:10 GMT

Erleben Sie natürliche Steigerung von Wohlbefinden und Leistung.

Vom guten Licht zur einfachen Steuerung und Softwarelösung.

In unseren vorherigen Blogeinträgen haben wir das Warum und Wieso es dynamisches Licht braucht ausführlich geschildert. Jetzt geht es um das greifbare Resultat und das fehlende Baustein am Markt. Hier einige Gedanken, Ideen und Material rund um die Lösung.

Lösung

Einfache Steigerung von Leistung und Wohlbefinden mit Licht.

menschlichT als Produkt: Einfach zu installieren. Automatisches Setup. 4 Wahlmöglichkeiten. Zufriedene Mitarbeiter. Bessere Ergebnisse.

Bevorzugte Anwendung:
(Home) Office und Arbeitsräume

Produkte

Hier eine Auswahl an Produktkombination, die wir in Referenzen und Tests realisiert haben und unsere eigenen Ergänzungen. Durch unseren konsequenten Fokus auf Steuerung und Design ergibt sich im Anschluss aber eine große Bandbreite an Designmöglichkeiten.

Software

Überzeugen Sie sich selbst von der Software und beziehen Sie die kostenlose Demoversion. Diese ist voll funktionsfähig und in Kombination mit einer DALI-USB Schnittstelle können Sie sofort Ihre DALI Anlage ansteuern. Erst nach ca. 3 Tagen brauchen Sie eine Registrierung für die volle Funktionsfähigkeit.

Video: Rethinking artificial light (englisch mit deutschen Untertiteln)

Video: Herzstück Controller

Video: Vergleich und Leistungspaket

Überblick

Referenz

Hintergrund

Dynamisches Licht wirkt wie kein anderer Umwelteinfluss auf den Menschen. 80% der vom Gehirn verarbeiteten Informationen stammen vom Auge. 4 Fachgebiete werden vereint.

Amortisation

Der Kalkulator ist rein zu einer schnellen Einschätzung und zur Orientierung gedacht. Als Planungstool kann er erst nach einer fundierten Beratung über die Wirksamkeit und Mechanismen von Human Centric Lighting dienen. Gerne beraten wir hier näher. Eine Haftung für Ergebnisse müssen wir ausschließen.

5 gute Gründe für dynamisches Licht im Alltag

Mon, 23 Sep 2019 16:13:06 GMT

Dynamisches Licht für die Werbung hat längst seinen Erfolgszug angetreten. Markenwelten und Ausstellungen nutzen die Dynamik, um die Aufmerksamkeit des Betrachters und potenziellen Kunden zu bekommen.

Warum sollten Sie aber im Alltag dynamisches Kunstlicht nutzen?

Dynamisches Licht im Alltag ist ein Thema, welches die kommenden Jahre das volle Potential schrittweise entfalten wird. Die technischen Möglichkeiten sind gegeben und das Preisniveau ist heute deutlich moderater. Mit FutureACT spezialisieren wir uns in der Entwicklung von Algorithmen, die genau diese Vorteile hervorheben. Zudem machen wir die technische Umsetzung einfach und bereiten den Weg der Innovation in den Einsatz im Alltag.

5 Gute Gründe für Support zum Erfolg im Early Adopter Markt

Thu, 19 Sep 2019 16:44:12 GMT

Warum sollten größere und etablierte Unternehmen beim Markteintritt einer neuen Idee auf externen Support setzen?

Wichtige Aspekte für die Einbindung

Ob als Projektleiter, Consultant oder Freelancer – gerade in der Phase, in der eine Idee, Service oder Produkt auf den Early Adopter Markt trifft - ist es von Vorteil, externe Beratung einzukaufen. Besonders Kompetenzen im Umgang mit Zielgruppe, Content Marketing, Kundenbindung und GotoMarket Strategien sind ein großer Vorteil. Zunehmend wichtig ist eine hervorragende digitale Kompetenz als Ergänzung. Um agil zu sein, helfen häufig schnell gestrickte Softwaretools. Für eine gute Präsentation des Produktes braucht es Kompetenz in der Kreation von Prototypen, Demonstratoren und Pilotprojekten. Klarerweise muss ein guter Partner Verschwiegenheit und Vertraulichkeit garantieren können.

Studie H.I.S.

Thu, 19 Sep 2019 10:21:13 GMT

H.I.S. der Hub für Innovationen im (digitalen) Storytelling, bringt Vorteile für Kulturschaffende, Start-ups und regionale Besucher. Im Triple Helix arbeiten Industrie, Universität und Organisationen zusammen um gemeinsam Schritte nach vorne zu ermöglichen.

Lösung: H.I.S.

Gründung eines Hubs für Innovationen im Storytelling mit dem Fokus auf Lösungen für Ausstellungen und Museen. Im dem ein Raum für Angebot und Nachfrage geschaffen werden, incl. Anbindung an die Möglichkeiten im Digitalhub Vorarlberg und mit Einbindung der regionalen Universitäten und Forschungseinrichtungen, befeuern wir Forschung, Entwicklung und insbesondere schaffen wir einen echten Markt incl. Überblick. Wir schaffen damit auch die Voraussetzungen, dass Österreich eine führende Rolle in diesem Themenbereich einnimmt. Durch die internationale Anziehungskraft der Technologien und die regionale Bedeutung der Themen schaffen wir auf zwei Ebenen die benötigte Attraktivität, um sich mittel- und langfristig selbst zu finanzieren.

Vision (Entwurf)

Die Vision von H.I.S. ist, (welt)führender Innovationshub im Storytelling zu werden, neue Entwick-lungen zu präsentieren, Stakeholder zu vernetzen, Innovationen zu testen, den Wettbewerb zu fördern und einen Rahmen für neue Entwicklungen zu bieten.

Die Idee zusammengefasst in 2Minuten und 13 Sekunden:

Problem

Die Verständnisprobleme zwischen Kulturschaffenden und Technologen verhindert im Moment das Nutzen einer großen Chance. Digitale Innovationen können Storytelling neu beleben und zudem von einer großen Masse an Menschen erlebt werden. In der zunehmenden Komplexität und Vernetzung unserer Welt würden digitale Innovationen in der Ver-mittlung komplexer Themen eine große Hilfe darstellen. Dabei er-reichen gerade kulturelle Institutionen eine Vielzahl an Menschen (Europa 370 Mio. Menschen). Besucher von Ausstellungen, Museen und Kulturevents sind dabei zu einem großen Teil bereit, zuzusehen, zuzuhören und Neues auf- und mitzunehmen.

Studie: Objekte im Licht

Mon, 16 Sep 2019 10:41:32 GMT

Problemstellung

Ein Künstler arbeitet wochenlang an seinen Exponaten, oft unter wechselnden Lichtbedingungen. Bewusst oder unbewusst arbeitet er Facetten ein, die im Morgenlicht besonders zum Vorschein kommen und andere Aspekte, denen das Mittagslicht schmeichelt. Nun findet man nur wenige Besucher, die die Chance haben, ein Kunstwerk unter den verschiedenen Lichtstimmungen zu erleben. Zudem müssen Objekte vor der starken Strahlungsenergie der Sonne geschützt werden. Gibt es mittlerweile die Chance, das Erlebnis mit Kunstlicht zu verbessern?

Lösung

Dynamisches Kunstlicht gibt den Exponaten Ihre Perspektiven und Geschichten zurück. Durch die Arbeiten von Olafur Eliason wurden wir sensibilisiert. Seit der ersten Besichtigung von Yadegar Asisi's Ausstellung im neuen Pergamon arbeiteten wir an einer Lösung. Kuratoren und Entscheidern die Chance zu geben, kostengünstig und ohne neue Kabel zu verlegen diese Möglichkeit zu nutzen. Mit eigener Software, Kontroller und drahtlosen Steuerbefehlen klappt das heute gut. Challenge accepted und realisiert.

Leitideen: Neues Licht zum Arbeiten

Thu, 12 Sep 2019 15:58:09 GMT

Konsequente Ausrichtung auf den Menschen

Abbildung 1: Wie lange wird die antiquierte Glühlampe das Symbol für Innovation bleiben?

Die Routinen des Alltags zu hinterfragen ist oft eine gute Methode, um Innovationen zu erkennen. Im Falle von künstlichem Licht führt dies zu durchaus interessanten Erkenntnissen. Ein Gedanke: Die Glühlampe ist immer noch das Symbol für eine innovative Idee. Technologisch ist die Lampe aber längst überholt und gilt als antiquiert. Ein zweiter Gedanke: Licht einschalten. Dies bedeutet in vielen Fällen, im wahrsten Sinne des Wortes, die Leuchte unter Strom zu setzen. Das dabei gefährliche Spannungen, oft Millimeter unter unseren Fingerkuppen, agieren, ist uns selten bewusst. Im digitalen Zeitalter ist dies zweifelsfrei unnötig.

Künstliches Licht ist für uns längst zur Normalität geworden und selten denken wir darüber nach. Nehmen wir uns aber die Zeit, winken mehr Wohlbefinden, verbesserte Leistungsfähigkeit, ein sichereres Umfeld und höhere Energieeffizienz.

Wie also steht es also um das Licht? Wie definiert sich gutes Licht? Und wie sieht der zukünftige Alltag für künstliches Licht aus?

Licht wirkt!

Licht ist Leben – so der Volksmund. Für Pflanzen steht dieser Zusammenhang außer Frage. Erst die Strahlungsenergie des Lichts erlaubt durch das Chlorophyll die Umwandlung von Wasser und Kohlendioxid in Glucose und Sauerstoff. Die Glucose ist dann Grundbaustein aller organischen Materialien in der Pflanze. Wir leben vom Sauerstoff.

Für den Menschen ist die direkte Bedeutung des Lichts vielschichtiger. Und ist bis heute Gegenstand der Forschung. Heute unterscheidet der geschulte Lichtexperte vier Dimensionen der Wirkungsweisen von Licht - visuell, emotional, biologisch und psychologisch. Auf der visuellen Ebene stellt gutes Licht sicher, dass wir die jeweilige Sehaufgabe erfüllen können – ohne zum Beispiel geblendet zu werden oder zu unnatürlichen Verrenkungen gezwungen zu werden. Licht spricht uns zudem emotional direkt an. Es nimmt dabei oft eine „Führungsfunktion“ ein. Lichtlinien oder dunkle Zonen sind dabei oft wirkungsvoller als Absperrbänder. Biologisch steuert Licht unseren 24h – Rhythmus - und damit auch die Leistungsbereitschaft zu unterschiedlichen Zeiten des Tages. Zudem wirkt Licht auf einer psychologischen Ebene. Ob z. B. die Lichtstimmung in einem Raum passend ist, kann auch von einem Laien in Sekundenbruchteilen beurteilt werden. Dabei mischen sich unsere angeborenen Erwartungshaltungen mit unseren Lernerfahrungen. Das Resultat kann sich durchaus widersprechen. So brauchen Senioren oft theoretisch mehr Licht, um Details zu erkennen, lehnen dieses Licht aber gerade in den Abendstunden ab, da sie Licht in Ihrem Leben immer anders erlebt und somit auch gelernt haben.

Viele Zusammenhänge auf der biologischen und psychologischen Ebene sind erst in den letzten Jahren klar geworden. Bis heute sind diese Erkenntnisse kaum in der Beleuchtungspraxis angekommen. Die Normen und die Industrie machen aber bereits große Schritte in die Richtung. Unter dem Begriff Human-Centric Lighting oder Human-Centric Design wird Licht auf menschliche Bedürfnisse abgestimmt. Der Begriff grenzt sich dabei bewusst von der bisherigen Praxis ab, die den Menschen und seine Bedürfnisse nur bedingt befriedigt hat.

Gutes Licht?

Damit verbunden ändert sich auch die Messlatte für gutes Licht. In der Vergangenheit wurde die Beleuchtung stark an relativ einfach messbaren Parametern wie Beleuchtungsniveau und Blendungsbegrenzung ausgerichtet. Heute hat der Nutzer aber die Möglichkeit weitere Prioritäten zu setzen. Mehr Vitalität, verbesserte Kommunikation, mehr Leistungsfähigkeit, geringere Fehlerrate, oder höhere Energieeffizienz sind Stichwörter. Sie alle führen zu unterschiedlichen Lösungsansätzen. Im digitalen Zeitalter muss die Entscheidung über die Prioritäten aber nicht mehr zwangsweise am Anfang des Planungsprozesses stehen, sondern kann sogar auf Knopfdruck über die Software später (jederzeit) angepasst werden.

Abbildung 2: Auch die digitale Generation ist auf Tageslicht angepasst.

Der Trick, diese Flexibilität zu erreichen, liegt in einem Verständnis unserer Evolution. Menschen haben sich über Generationen an das vorhandene Tageslicht angepasst. Das Himmelslicht mit dem Fokus im Zenit. Die direkte Strahlung durch die Sonne. Der Horizont als oft farbige Linie zwischen leuchtender und nicht-leuchtender „Materie“. Das modulierte Licht durch Bäume, oder Gebäude. Diese Komponenten und Ihr Wechsel über den Tag sind in unseren Erwartungen fest verankert. Der frühe Homo sapiens hat dabei seine Tätigkeiten oft an das richtige Licht angepasst. Orte für verschiedene Tätigkeiten wurden ganz bewusst aufgrund des verfügbaren Lichts - auf freiem Feld, am Eingang der Höhle, unter einem großen Baum - gewählt.

Neues Licht am Arbeitsplatz?

In der Zwischenzeit hat sich der Homo sapiens zum Menschen am Schreibtisch entwickelt. Der erste Schritt zum Büro geht vermutlich auf Mönche zurück, die einen Wollstoff, die „burra“,, über den Tisch gelegt hatten. Dort wurden handschriftliche Kopien von Schriften angefertigt und später auch kunstvoll koloriert. Im Industriezeitalter stand die Verwaltung der Akten im Mittelpunkt. Zu Beginn der Computerära musste die richtige Beleuchtung für eine gute Zeichenerkennung am Bildschirm entblendet sein. Zu allen Zeiten stand dabei immer nur eine, ganz spezifische, Sehaufgabe im Mittelpunkt von Büros.

Heute entwickeln sich die Arbeitsplätze zu Multifunktionsräumen. Das Büro wurde in den letzten Jahren zur kreativen Management- und Wissenstransferzone. Neben der konzentrierten Arbeit am Bildschirm steigt der Dialog – live und virtuell. Erfolgsgaranten für den Erfolg eines Unternehmens ist die interne Vernetzung der Fachkompetenzen im Unternehmen.

Für das Licht bedeutet es, die Monotonie der künstlichen Beleuchtung mit Fokus auf eine einzige Sehaufgabe zu beenden. Es ist dabei sicher nicht falsch, dabei von unserer Vergangenheit zu lernen und die biologischen Anpassungen unserer Evolution an das Tageslicht ernst zu nehmen.

Lösungsschritt 1: Eine Hardware für viele Lichtlösungen

Ein logischer Transfer von Tageslichtqualität auf Kunstlicht ist ein dreiteiliges Lichtkonzept.

Kernkomponente sind großflächige Lichtflächen - die künstliche Interpretation des Zenitlichts. Unser Himmel ändert sich in der Farbtemperatur und der Lichtintensität in großen Bandbreiten. Dies soll die gewählte Technologie widerspiegeln, um biologisch und atmosphärisch nahe an die Qualität der Natur zu kommen. Besondere Qualitäten in der Auswahl dieser Leuchten ist eine flächige Wahrnehmung der Leuchte, die Einhaltung von Grenzwerten zur Blendung und eine hohe Farbwiedergabe über den gesamten Bereich der verschiedenen Weißtöne.

Abbildung 3: Die verschiedenen Komponenten des Lichts zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Tag.

Ein wichtiger Bezugspunkt für unsere Wahrnehmung ist die Horizontlinie, die den leuchtenden Himmel von der nicht-leuchtenden Erde teilt. Durch die Erdkrümmung entstehen in der Atmosphäre, nahe dem Horizont, die intensivsten Himmelsfarben. Eine indirekt leuchtende Lichtline an einer Wand ist eine offensichtliche Möglichkeit, die heute einfach zu realisieren ist. Diese Leuchte sollte Lichtfarben erzeugen, die als Streiflicht an der Wand erkennbar und am Übergang Wand – Decke deutlich wahrnehmbar sind. Gute Alternativen sind Leuchten in einer Voute oder hinter einem halbhohen Regal. Hier gibt es aber auch eine Reihe von spielerischen Design-Interpretationen. Wichtiger, als die Darstellung aller Lichtfarben, ist die Wiedergabe von natürlich wirkenden Himmelslichtfarben. Leuchten, die als Feature eine verbesserte Darstellung im weißen oder orangen Bereich bieten, bevorzuge ich im Normalfall – Stichwort: RGBW / RGBA.

Strahler an der Decke erzeugen zudem Schattigkeit und 3-Dimensionalität. Sie betonen im Raum Fokus- und Schwerpunkte. Werden die einzelnen Strahler zeitlich versetzt gedimmt, entsteht eine kontinuierliche Spannung im Raum, die kreativ anreichernd und inspirierend wirkt – ähnlichem einem Waldspaziergang im gebrochenen Sonnenschein. Der so entstehende Perspektivwechsel ist dabei - wortwörtlich - eine gute Inspirationsquelle.

Lösungsschritt 2: Die Software eröffnet Raum für Prioritäten

Ist eine Hardware dieser Art platziert, lassen sich die verschiedenen Prioritäten mit der richtigen Software wunderbar aufspielen. Aufwendige, gebäudeweite Managementsysteme stehen ebenso zur Verfügung, wie kleine Lösungen, die für einzelne bis wenige Räume optimiert sind. Es gibt gute Projektbeispiele, in denen Leistungssteigerungen von mehr als 10 % und gleichzeitige Reduktion der eingesetzten Energie von über 60 % erreicht wurden.

Für konzentriertes Arbeiten empfiehlt sich ich eine dynamische Lichtstimmung, die sich am freien Himmel orientiert. Den Hauptteil der Arbeit übernimmt dabei die flächige Deckenleuchte. Die Lichtfarben und -menge der Leuchte synchronisieren sich über die Zeit und den jeweiligen Sonnenuntergang und -aufgang. Kreativität und Kommunikation sind alternative dynamische Beleuchtungsszenarien. Für Kreativität ist die Farbigkeit über der Horizontlinie und die Intensität der Modulation der Strahler erhöht. Der Zenit nimmt sich etwas zurück. Für Kommunikation werden die Lichtfarben wärmer. Wir orientieren uns dabei an den Lichtfarben des Tages, gefiltert durch einen großen Baum im Frühherbst, unter dem wir virtuell sitzen.

Abbildung 4: Ausschnitt aus der menschlichT-Software als Beispiel für Anpassungen an lokale Wünsche.

Solch eine Installation lässt sich parallel auch in puncto Energieeffizienz optimieren. Das Kunstlicht kann dabei z. B. als reine Ergänzung zum einfallenden Tageslicht agieren. Auch vorteilhaft ist die Leistung entsprechend der Alterung zu entfalten. Dies bedeutet, die überschüssige Energie wird in den ersten Jahren eingespart. Ein Präsenzsensor ist immer empfehlenswert. Die sinnvolle Nutzung der Tuneable White Funktion der Leuchten - Anpassung der Farbtemperatur von weißem Licht zwischen warmweiß und kaltweiß - stellt sicher, dass das Licht zu allen Tages- und Nachtzeiten synchron zu unseren Erwartungen ist.

Für spezielle Tätigkeiten sollten Mitarbeiter die Auswahl haben eine fixe Lichtstimmung abzurufen, die Sie sich selbst vorher einstellen konnten. Für einen besseren Schlaf und mehr Wohlbefinden in den Folgetagen sollten alle Stimmungen, in den Abend- und Nachtstunden, konsequent auf warme Lichtfarben und reduzierte Intensitäten fokussieren.

All diese Optionen lassen sich heute einfach über Knopfdruck aktivieren. Somit kann der Mitarbeiter instinktiv das richtige dynamische Lichtpaket für seine eigenen Bedürfnisse abrufen. Durch die Orientierung an den verschiedenen Formen des Tageslichts wählt der Nutzer auch instinktiv die passende Lichtstimmung.

Der klassische Lichtschalter und Softwaresteuerungen u. a. über das Mobiltelefon stehen dabei zur Verfügung und lassen sich heute einfach realisieren. Ein einfacher Trick sind dabei QR-Codes am Schalter. So kann eine Szene über den klassischen Schalter aktiviert werden. Über den Link hinter dem QR-Code wird das Smartphone nach Aktivierung auf eine Auswahlseite geführt, die eine größere Anzahl an Lösungen und Szenen für den jeweiligen Raum ermöglicht.

Abbildung 5: Das Mobiltelefon wird mittels QR-Code und Weboberfläche zur Steuerzentrale für jedermann.

Komplexer, aber kein Hexenwerk: Planung und Design

Für die Darstellung der Vorteile von Human Centric Lichtlösungen stehen eine Reihe von Tools zur Verfügung. Eine klassische Lichtplanung, z. B. mittels DIALux, zeigt die Beleuchtungsstärke und Lichtverteilung gut auf. In Kombination mit Vivaldi können die Dynamik und der Energieverbrauch über den Tag visuell dargestellt werden. Mit den 15 Icons von Thorn Lighting, kann die Wirksamkeit der jeweiligen Maßnahme auf die Energieeffizienz gut dargestellt bzw. analysiert werden. Zudem nutzen wir einen In-House entwickelten Amortisationsrechner, der eine Abschätzung der Wirksamkeit in Abhängigkeit von Nutzen, Mitarbeitergehalt und Ergebnissen aus der Forschung ermöglicht.

Abbildung 6: Die Planung mit Vivaldi gibt einen guten Blick in die Dynamik der Lichtlösung.

Ein geschulter Experte wird mit wenig Aufwand Ihren Raum berechnen, und einen Vergleich mit einer klassischen Lösung darstellen können. Aufbauend auf den Ergebnissen der einzelnen Planungsschritte, lässt sich die beste Option in einem kurzen Meeting effizient diskutieren und schnell entscheiden.

Keine Angst vor Sanierung

Viele Eigentümer fürchten, eine neue Beleuchtung braucht Stemm- und Schlitzarbeiten, verursacht Staub und braucht demnach nicht nur einen Installateur, sondern auch Maler, Trockenbauer oder weitere Gewerke. Diese Furcht kann man heute aber nehmen. Die Steuerungstechnologie hat im wireless Bereich so große Fortschritte gemacht, dass dies nicht mehr zwangsläufig nötig ist. Klassische Hilfsmittel wie Stromschienen für Strahler machen es zudem einfach.

Somit ist die Sanierung heute kein Sonderfall mehr und der Markt bietet Lösungen an, die es dem Kunden einfach machen, der bestehenden Lösung seiner Räumlichkeiten ein gutes Upgrade zu gönnen.

Beratung und Umsetzung: menschlichT und FutureACT

Mit dem Unternehmen FutureACT e. U. verfolge ich die Kreation von Lösungen, um Räume durch digitale Technologien nachhaltig zu verbessern. Als Nachrichtentechniker und Lichtplaner liegt die Beleuchtung dabei besonders nahe. Begonnen als Machbarkeitsstudie, wurde menschlichT entwickelt, um eine Reihe von Dimm-Profilen parallel zu nutzen und zu testen.

Auf dem Erfolg der Tests hat sich inzwischen eine eigenständige Software entwickelt. Diese baut auf dem DALI-Standard auf. In Kombination mit einem handelsüblichen Einplatinen-Controller sind alle beschriebenen Funktionen möglich. Dabei liegt der Fokus auf einer Amortisation auch bei einzelnen bzw. nur wenigen Räumen. In größeren Anlagen nutzen wir die Software bzw. einzelne Algorithmen, um Standardfunktionalitäten von Gebäudemanagementsystemen zu ergänzen.

In unseren eigenen Beratungsprojekten nutzen wir die Software selbst, die dynamischen Profile und die Planungstools mittlerweile täglich. Entscheider, Gestalter und Designer profitieren und freuen sich zunehmend über diese neue Einfachheit von natürlich wirkenden, dynamischen Lichtlösungen.

Die Zukunft von Human Centric Lighting

Die Vorteile für den Menschen sind immens. Die technischen Hürden werden zunehmend kleiner. Das Licht der Zukunft wird sich daher wesentlich mehr am Menschen orientieren. Dynamische Profile werden mit Erfahrungen und weiteren Erkenntnissen zunehmend feiner und über die Jahre individueller werden. Gute Lösungen berücksichtigen das heute und erlauben einfache Upgrades der Software. Mit der Orientierung der Auswahl an obigen Grundsätzen sehe ich eine Investition auch heute schon als zukunftssicher und lohnend an.

Weiterführende Artikel

Eine Reihe von Veröffentlichungen stützt diese Ausführungen und sind, als weitergehende Literatur, eine Empfehlung wert. In „Ein Licht für die Zeit, eine Zeit für das Licht“ hat Dr. David Hicks einen sehr guten wissenschaftlichen Überblick über die grundlegenden biologischen Zusammenhänge gegeben. Das Buch „Light!“, mit Texten des Wissenschaftsjournalisten Tor Nørretranders und mit Bildern des Künstlers Olafur Eliasson, ist eine wunderbare Sammlung an Gedanken und Fakten rund um das Thema. Besonders gelungen ist der Aufruf zur Verbesserung im Umgang mit Licht in Kapitel 8. Licht.de hat drei Veröffentlichungen, die in diesem Themenfeld höchst relevant sind. Heft 04 „Licht im Büro, motivierend und effizient“, Heft 19 „Wirkung des Lichts auf den Menschen“ und Heft 21 „Leitfaden Human Centric Lighting (HCL)" sind gute Referenzen zum Thema. Auf unserer Webseite sind weitere wissenschaftliche Artikel von führenden Wissenschaftlern gelistet. Folgen Sie diesen Wissenschaftlern, tauchen Sie in ein ganzes Universum von Fachartikeln und Forschungsergebnissen ein.

Design: Die digitale DNA in Museums

Mon, 15 Jul 2019 10:48:19 GMT

Die digitale DNA ist eine Metapher. Sie steht für Grundbausteine, die zusammen einen Teile der Identität bilden. Sie steht für ein System, das wächst. Die Grundinformation bleibt erhalten und ist trotzdem immer im Umbruch. Es beginnt klein, wächst und bietet auch die Basis für stetige Erneuerung. So müssen digitale Systeme und Konzepte heute betrachtet werden. Hier einige Gedanken rund um unser Spezialgebiet.

Nachhaltige digitale Lösungen brauchen eine Strategie und geplanten Weg. Die Realisierung kann ohne Probleme in kleinen Schritten erfolgen. Dabei ist die Reihenfolge der Schritte nicht vorgegeben. Der obige Weg ist daher nur ein Beispiel.

Lösung: Digitale DNA

Storytelling ist Ausgangspunkt für Strategien und Piloten, um digitale Tools erfolgreich einzubetten.

Prinzipien der Natur als Leitbild zu nehmen hilft häufig. Die DNA besteht aus nur wenigen Grundbausteinen, aber schon die erste Zelle enthält Informationen und Baupläne für die Zukunft. Selbst kleine digitale Lösungen produzieren vom Tag 1 Daten zur Nutzung. Eine implemen-tierte Lösung ist daher nicht fertig, sondern entspricht eher einem Samenkorn, welches wächst und sich entwickelt. Mit der Zunahme von Daten erhöht sich das Verständnis zur Effizienz aller Aspekte des Museums. Damit gibt es permanent neue Ansätze den Betrieb auch effizienter auszurichten. Dies ist Grundlage unserer Designphilosophie. Gut für den Menschen und gut für den Planeten.

Human Centric Design

Die Digitalisierung und Vernetzung von Geräten rund um das Internet der Dinge (IoT) ist hochspannend. „Game-Changer“ wird das Thema aber im einfachen Umgang mit verschiedenen Zielgruppen und Perspektiven. Dies setzt direkt an der Aufgabe von Museen an und bietet neue Lösungen für das Storytelling. Fraglos sind wir Menschen Individuen mit unterschiedlichen Zugängen in der Wahrnehmung und Emotionalität.

Und ein Exponat ist in der Lage viele Geschichten zu erzählen. Mit der neuen Flexibilität im digitalen Storytelling mit Perspektiven und Zielgruppen zu agieren, erhöht sich die Gestaltungsmöglichkeit des Ausstellungsdesigners. Vor allem proaktiv kann er nun auf Individuen, Familien und Gruppen eingehen und damit das Eintauchen in die Themenwelt deutlich erhöhen. Proportional erhöht sich damit auch die Wirkung der eigenen Botschaft.

Aktuell ist dieser Aspekt des Human Centric Designs unser Lieblings-thema. Bereits viele der Bedenken können mit guten Lösungsansätzen positiv beantwortet werden. Hier liegt unserer Ansicht nach der Schlüssel für die Erfüllung hoher inhaltlicher Erwartungshaltungen an Museen.

Efficient Design

Es ist die große Herausforderung dieser Jahrzehnte Menschen und Planeten in Einklang zu bringen, um eine positive Koexistenz mit unserer Umwelt zu ermöglichen. Gesellschaft-lichen Mut zu beweisen und sich dem „Weiter-so“ entgegenzustellen ist zentrale Aufgabe auch oder gerade für Museen.

Al Gore hat in seiner vielbeachteten „Eine unbequeme Wahrheit“ auf Technologie als mögliche Lösung hingewiesen. Einige Themen erscheinen uns besonders wichtig:

#1 Unnötigen Betrieb erkennen und reduzieren

#2 Rechnen im „Total Cost of Ownership“

#3 Reduce, Reuse, Recycle

#4 Digitale DNA

Gerne diskutieren wir mit Ihnen, wie diese Themen implementiert werden können.

Erfolg im Early Adopter Markt.

Sun, 07 Jul 2019 05:09:16 GMT

Ideale Strukturen für nachhaltigen Erfolg.

Problem

Der Early-Adopter Markt ist gleichzeitig Massengrab an guten Ideen und doch Vorplatz zum Erfolg.

Das "Chasm" - die Kluft zum großen Erfolg - entpuppt sich häufig als zu groß. Neben den Herausforderungen am Markt, sind es oft auch innere Widerstände und Restrukturierungen, die einem möglichen Erfolg den Boden entziehen.

Wir finden Lösungen für den Durst der Zielgruppe nach Wissen. Wir helfen den Vertriebsaufwand effizient zu halten. Wir generieren die ersten Erfolge. Dies ist dann Basis des zukünftigen Setups für Erfolg.

Erfahrungen und Eckpunkte

Unser Erfolg mit Projekten in diesem Marktsegement gründet auf folgenden Erfahrungen:

Ohne Agilität kein Erfolg in diesem Marktsegment.
Vom Early Adopter zum Early Majority Markt braucht es einen Perspektivwechsel.
Komplexität und Größe helfen der Qualität einer guten Story nicht.
Projektteams profitieren von der Kompetenz, schnell digitale Tools zu formen.
Design und Design Thinking Kompetenz hilft, um Angebote zu schärfen.
Misserfolge müssen einfach zu stoppen sein.

Lösung

Gemeinsam ein Produkt, einen neuen Service oder eine Idee auf den Weg bringen. Dabei hilft es Érfahrung und Kompetenz hinzunehmen, die Fixkosten gering halten und sofort Geschwindigkeit aufnehmen. Strukturelle Anpassungen im Unternehmen sollten Sie erst bei scherem Erfolg planen.

Inhaltliche Stärken von FutureACT:

Licht, Digitale Technologien, Energieeffizienz, Storytelling und Ausstellungen.

Mehrwert

Metaphorisch ist FutureACT e.U. ein Schleppschiff. Flexibel, agil, stark und optimiert auf schnelle Anpassung.

Die Perspektive ist ausgerichtet auf einen begrenzten Zeitraum und erfolgreicher Kurssetzung.

Sobald Ihr Projekt auf dem Weg ist, brauchen Sie völlig andere Kompetenzen und Fokuspunkte. Jetzt geht es um Prozessoptimierung und Effizienz im Angebot. Das ist Ihr Kerngeschäft und Differenzierung. Wir kümmern uns bereits um neue Aufgaben.

Software

Vergangene Projekte

Projekt MusOS

Wed, 29 May 2019 10:29:34 GMT

Das Projekt MusOS gibt Storytelling neue Ansätze, in dem es Stories, Zielgruppen, Perspektiven, Sensoren, Medientechnik, Beleuchtung, ... so verknüpft, das eine Landschaft entsteht, die wächst und eine strategische Grundlage für die kommenden Jahre im jeweiligen Museum darstellt. Wir haben hier die Firma contexagon unterstützt. MusOS kommt zukünftig im FFA Museum und im Fasnachtsmuseum Schloss Langenstein zum Einsatz.

Support: MusOS

Das Betriebssystem um Museen ins digitale Zeitalter zu führen.

PDF mit Extrakt aus "Museum Aktuell" 01|2019

Link zu Expotime! 12|2018 (Seite 51ff)

Leistungen (01/18-06/19)

Idee im FFA Museum
Konzeptbeschreibung
Erste Visitor Journey
Funktionsbeschreibung
Demonstrator MusOS 0.8
Designpackage
Marketing- und Vertriebspaket
Lead User Feedback

Inspiration

Humane Digital Welten

Mon, 13 May 2019 17:50:44 GMT

Krativität und Ideen für die Gestaltung der Zukunft

Lassen Sie sich inspirieren von neuen Ansätzen und greifbaren Metaphern.

Digitalisierung

Das zeitgemäße Design einer Lösung um Konsument und Produzent zu einem Bedürfnis möglichst direkt zusammenzubringen.

Dabei werden zunehmend Mittelsmänner / Intermediäre vermieden und durch Netzwerke und Plattformen ersetzt.

Fehlende Regeln für Plattformen und dadurch das Risiko monopolistischer Strukturen stehen den Vorteilen einer konsequenten Ausrichtung am Bedürfnis von Individuen gegenüber.

An diesen Vorteilen sind wir interessiert und streben nach digitaler Nachhaltigkeit.

Inspiration

Wir inspirieren mit Präsentationen und Inspirationen zum Thema humane, digitale Welten. Dabei sind wir uns bewusst, dass die Zukunft auch Gefahren birgt. Wir bleiben dabei allerdings immer positiv. Denn diese Grundhaltung brauchen wir, um diese Zukunft positiv zu gestalten.

Themen:

Digitales Storytelling
Humane Lösungen durch digitale Ansätze
Nachhaltigkeit im digitalen Zeitalter

Buchempfehlung

Fundiert, technisch präzise und lösungsorientiert zeigt das Buch Wege für eine ethisch, sozial und wirtschaftlich sinnvolle Digitalisier-ung.

Taschenbuch: 350 Seiten

Sprache: Englisch

ISBN-10: 9402235426

ISBN-13: 978-9402235425

Digitale Technologien in Museen

Fri, 08 Feb 2019 16:21:21 GMT

Rückkehr der Einfachheit und neue Gestaltungsfreiheiten für Designer

Infotainment als Mischung zwischen Entertainment und Information ist heute als Disziplin selbstverständlich geworden. Im Gegensatz zu Computern ist unser Gehirn nicht auf Daten, sondern auf Zusammenhänge und Muster spezialisiert. Geschichten sind die Rohstoffe des 21. Jahrhunderts, zumindest, wenn man Kjetil Nordström und Jonas Ridderstrâle glauben darf. Und Museen sind ideale Standorte um voranzugehen und die Kunst des Erzählens in allen wertvollen Formen vorzuleben. Durch die digitalen Hilfsmittel, lässt sich dies innerhalb vernünftiger Budgets umsetzen. So bietet die Digitalisierung Museen eine Chance, für Ihre eigenen Besucher einen Mehrwert zu generieren. Gleichzeitig dienen Museen als Experimentierfeld und Inspiration für den Nutzen digitaler Tools in der Vermittlung. Mit MusOS versuchen contexagon und FutureACT Gestaltern und Designern neuen und kreativen Freiraum zu geben.

Bild 1: Digitale Tools helfen zunehmend, die Geschichten hinter dem Exponat erlebbar zu machen, ohne das authentische Erlebnis zu zerstören. Hochwertige, neue Betriebssysteme für Museen geben neue Gestaltungsfreiheit, sind einfach zu bedienen und entlasten – vor allem von Diskussionen rund um technologische Details und Schnittstellen. Foto: mali mäder, Pexels Liscence

Heutige Problemfelder

Ein Museum oder eine Ausstellung – im Gegensatz zu einem wissenschaftlichen Institut oder ein Atelier - muss das Ziel haben, die Erwartungen der Besucher zufrieden zu stellen – oder besser: zu übertreffen. Die Menschen, die heute durch die Museen ziehen, haben dabei eine enorme Bandbreite an Erwartungen. Nur etwa jeder dritte Museumsbesucher ist thematisch fixiert und erwartet spezifische Expertise im Fachgebiet des Museums. Viele Menschen suchen generelle Inspiration und Unterhaltung. Die Balance zu finden, zwischen Entertainment und Information, ist, ohne Frage, nicht einfach.

Diese Balance wird weiter erschwert. Selbst die kleinsten Museen und deren Exponate können viele Geschichten erzählen. Ein durchschnittlicher Besucher ist nicht in der Lage - und zumeist auch nicht gewillt - die Energie, zur Aufnahme aller Informationen, zu investieren. Vielmals wird beobachtet, dass ein Besucher sich an zwei bis drei Stationen lange aufhält. Dann aber, und gerade zum Ende des Besuchs, werden die Schritte schneller. Die Aufmerksamkeitsspanne schwindet. Eindrücke werden nur noch im Vorübergehen mitgenommen.

Als Gegenbewegung haben sich multimediale Effekte, inspiriert durch unsere Marketing-Welt, etabliert. Eine Menge an Eindrücken wird dabei in einen kurzen Spot verpackt und durch Musik, Bildwelt, Symbolismus verankert. Diese kompakte Form der Informationsvermittlung überbordet alle Sinne. Er funktioniert in der Werbewelt durch Wiederholungen – oftmals abseits des Bewussten. Tiefe, Werte und Visionen gehen verloren. Gerade hier sollte es Qualitätsmerkmal jedes Museums sein, Geschichten als kleine Reisen für Ihre Besucher zu verstehen. Diese vom Onboarding bis zur Landung, als erinnerungswürdiges Ereignis, zu gestalten, ist Aufgabe für jedes Museum. Humane Reisebedingungen werden dabei vorausgesetzt. Jeder Effekt und Wahl des Mediums hat Sinn im jeweiligen Augenblick.

Digitalisierung als Lösungsansatz

Um viele der obigen Themen zu lösen, benötigt es häufig nur eine Reihe gut ausgebildeter Guides mit Passion für die Geschichten im Museum. Idealerweise sind diese psychologisch und pädagogisch hervorragend ausgebildet, um alle Zielgruppen individuell in den Bann des Themas zu ziehen. Leider ist eine flächendeckende Verfügbarkeit dieser Experten nur selten mit dem Budget vereinbar. Da dies vor allem hohe laufende Kosten aufwirft, ist, für diese Lösung, eine Förderung oder ein Sponsor selten realisierbar. Die kommenden Ansätze zeigen sinnvolle, digitale Lösungsansätze. Oft sind diese eine bessere Kosten-Nutzen Alternative und lassen sich leichter finanzieren. Geschickt umgesetzt, werden die laufenden Kosten kaum belastet.

Eine digitale Welt hinter dem realen, authentischen Exponat hat den großen Vorteil der Unendlichkeit. Im Gegensatz zu einer Schautafel, einer einzelnen Infografik oder einer Installation kann in dieser Welt eine Bandbreite an Geschichten hinterlegt werden. Tiefe, Anzahl und Form der Medien und Verknüpfungen sind nicht begrenzt. Zudem begrüßt die digitale Welt jegliche Form der Interaktion. Der Standpunkt von Exponat und jeweiligen Besucher im Museum zu kennen, hilft enorm, um die Zuspielung von Informationen zu optimieren.

Bild 2: Der digitale Raum gibt die Chance die Bandbreite an Geschichten zu einem Exponat, die Bedürfnisse der Zielgruppen und die Vielfalt an möglichen Medien und Technologien zur Ansprache der Sinne aufzunehmen und zu ordnen. Grafik FutureACT

Der große digitale Raum befreit aber nicht von der Aufgabe der Gestaltung, Wertung und Priorisierung der Daten und Geschichten. Hilfestellung bietet dabei die gewünschte Persönlichkeit und der Charakter eines Hauses. Diese leben vom gelebter Wertigkeit. Leitmotive des Museums dienen damit auch in der digitalen Aufbereitung als Kompass.

Aufbauend auf dieser digitalen Unendlichkeit und ausgestattet mit Leitlinien, entsteht der Raum um den Besuch, auf individuelle Interessen und Bedürfnisse, zu optimieren. Dabei gibt es eine Reihe von Methoden, die eine Planung erleichtern. Eine Klassifizierung der Besucher macht es einfacher. Die limbischen Zielgruppen, wie Dr. Häusel diese definiert hat, scheinen ein guter, möglicher und emotionaler Startpunkt. Alternative Systeme existieren zur Genüge. Übergeordnetes Ziel ist es, einen Zugang zu finden um Besucher tiefer in die Materie zu ziehen. Die verlebte Zeit ist ein möglicher Indikator für die Begeisterung. Clevere Algorithmen können die Aspekte eines Museums erkennen, welche die Wahrscheinlichkeit einer Bindung erhöhen. Variablen, wie Vorbesuche, eingebauter Zufall oder aktuelle Begleitung im Museum, können dabei nach Wahl berücksichtigt und in Stärke gewichtet werden.

Neben den bevorzugten Aspekten eines Exponats wird es aber auch wichtig, die sinnliche Wahrnehmung zu optimieren. Die Nutzung verschiedener Medien ist heute Alltag. Es wird die kommenden Jahre darum gehen, der zeitlichen Beliebigkeit der Darstellung Sinn zu geben - abhängig von Situation, Publikum und Zeit. Neben angeborenen, aber individuell unterschiedlichen Stärken der Wahrnehmung, nimmt die persönliche Historie eine wichtige Bedeutung bei der Interpretation der Eindrücke ein. Digitale Geräte geben dem Gestalter die Kontrolle über die Reizung der Sinnesorgane der Besucher. Den richtigen Sinn zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort zu aktivieren, multipliziert die Wirkung einer Aussage. Störende Reize zu minimieren erhöht die sinnliche Wahrnehmung weiter. In der bewussten Gestaltung entstehen so Räume, die bewusster, aber auch reduzierter mit Reizdarbietung umgehen.

Ein Besucher, der seine Reisen im Museum, mit allen Sinnen genießt und sich geöffnet hat, kann in der digitalen Welt einfach vom Konsumenten zum Prosumer werden. Eine Reihe von „Buzz“wörtern beschreibt diese neuen Möglichkeiten. Interaktionsdesign, Gamification, digitales Museum 4.0 sind einige der relevantesten aus den vergangenen Monaten. Diese Konzepte sind spannend, aber auch weit weniger erforscht als die vorangegangenen Themen. Die kommenden Jahre wird hier viel Wissen zusätzlich greifbar werden. Sicher ist aber bereits, dass all diese Schlagwörter, eine gut aufbereitete digitale Plattform erwarten. Diese breite Infotainment Plattform und dessen Betriebssystem sind somit ein guter Lösungsansatz für aktuelle Problemfelder und zudem zukunftssicher.

In 5 Schritten zu Einfachheit, Gestaltungsfreiheit und Zukunftssicherheit

Entscheidet sich ein Museum Digitalisierung proaktiv und umfassend zu gestalten, dann ist der „Happen“ selten in einem Stück verdaubar. Immer den Blick auf das Gesamtprojekt behaltend, helfen 5 Schritte das Thema sicher zu gestalten. Jeder Schritt braucht dabei, aus unserer Sicht, ein greifbares Ergebnis, welches Mitarbeiter stolz macht und für Besucher unmittelbar erlebbar ist.

1. Eine Sammlung an Geschichten

Erster Schritt ist die Einführung einer Datenbank die menschlich organisiert ist. Ähnlich wie das Gehirn sich faltet und vernetzt, müssen die Geschichten hinter den Daten erfasst, mit Medien ergänzt und verwandtschaftlich verknüpft werden.

So entstehen Informationsknotenpunkte und Ebenen, die nicht nur einem einzelnen Exponat zugeordnet, aber für die Konstruktion von Handlungsfäden unerlässlich sind. Sichtbar für den Kunden wird die Datenbank im mehrfachen Zugriff im Museum, in der Verknüpfung auf der Webseite und/oder durch Integration in Social Media-Aktivitäten. Dabei hat der Kunde nun immer wieder eine Reihe von intuitiven Möglichkeiten sich Handlungsstränge und Informationsvielfalt zu navigieren. Eine solche Datenbank macht ein Museum in der Außendarstellung wesentlich glaubhafter. Untersuchungen haben ergeben, dass eine gute, leicht lesbare Datenbank, eine deutlich messbare Auswirkung auf die Anzahl der Besucher hat.

2. Proaktiv durch die Position

Der nächste Schritt ist das Verständnis der Position von Exponat und Besucher. In einem Freilandmuseum reicht die Auswertung von GPS Daten im Allgemeinen aus. In einem mehrstöckigen Museum helfen zum Beispiel Beacongrids und auf Annäherung basierte Systeme. In Verbindung mit Bewegungsdaten - durch den Besucher begleitende elektronische Hardware - lässt sich so die Position sehr präzise bestimmen. Jetzt wird das Museum proaktiv. Der Nutzer muss nicht mehr Nummern eingeben oder QR-Codes scannen. Dem Besucher werden automatisch und positionsgetreu relevante Informationen zugespielt. Das Handheld – ein Leihgerät oder auch das eigene Smartphone – dient als Kommunikations- und als Präsentationsmedium. Seit Jahren weiß man bereits um die Vorteile solcher Systeme.

3. Jedem Besucher sein Museum

Mit dem Wissen von Position und der Sammlung an Geschichten, lassen sich nun eine Reihe an Leitfäden für Besuchergruppen anlegen. Der Besucher wird einer Zielgruppe zugeordnet. Clevere Auswahlverfahren oder Algorithmen helfen hier. Basierend auf der Zuordnung, erhalten verschiedene Besucher, während des Rundgangs, unterschiedliche Informationen. Ein Fokus dabei ist das Feintuning. Die Algorithmen und vor allem die Variablen werden je nach Wunsch des Museums eingestellt, getestet und optimiert. Wie läuft die gegenseitige Befruchtung zweier Individuen, die gemeinsam durchs Museum laufen? Gibt es eine versteckte Expertenebene, mit Zugang zu allen verfügbaren Informationen? Gibt es Frustrationen und das Gefühl der Bevormundung? Realistische Analysen werden helfen zunehmend immer attraktiver zu werden.

4. Nervenleitungen erstellen

Bis jetzt sind Erlebnisse individuell. Viele Besucher kommen aber als Paar, Familie oder in einer Kleingruppe. Es ist nur logisch, das Erlebnis somit vom Handheld zu lösen. Um ein echtes Eintauchen mit allen Sinnen zu erleben, wird der Raum sinnlich vernetzt. Alle Ausgabegeräte für die diversen Sinneseindrücke können so kontrolliert eingesetzt werden. Für den Besucher werden nun positionsgetreu, oft mit dessen Einbindung in die Steuerung oder Auslösung Aktionen gestartet. Ein Film startet, ein Sound wird abgespielt, der Lichtkegel einer Leuchte unterstreicht ein Detail, ein Duft wird ausgestoßen, haptische Elemente machen auf sich aufmerksam, … Das Exponat beginnt mit dem Besucher direkt zu kommunizieren. Kontrollierbare Aktionen können intelligent in die Hände des Nutzers gegeben werden. Entscheidend: Umstehende Besucher werden ins Erlebnis miteingebunden, Verbindungen werden geschaffen und Raum für Austausch entsteht.

5. Vom Konsumer zum Prosumer

Die Essenz der Digitalisierung und Vernetzung ist jedem Knotenpunkt die Chance zu geben sich aktiv zu beteiligen. Optionen gibt es jetzt viele. Bewertungen von Exponaten und Inhalten als einfaches Stilmittel, Social Media Integration, ein Quiz als kleine Herausforderung, das Museum als Plattform für ein virtuelles Spiel (Gamification), ein Forum zur Diskussion weiterer Fragen oder ein eigenes Kuratieren von Führungen für Freunde und Bekannte. All das ist nun möglich. Entscheidend ist hier eine kontinuierliche Analyse der Berührungspunkte oder Touchpoints mit dem Besucher. Phasen vor und nach dem Museumsbesuch können bewusst optimiert werden. Generell wird mit der Digitalisierung das Orchestrieren von Bedürfnissen in Netzwerken wichtiger. Mit einer ausgebauten Infotainmentinfrastruktur haben Sie auf Jahre hinaus, die Basis für die Intensivierung der Kundenbindung und die Schaffung einer großen Fanbasis.

MusOS – Voller Fokus auf die inhaltliche Gestaltung

Die oben genannten 5 Schritte sind ein Weg um Digitalisierung der Kernprozesse im Museum voranzutreiben. Das Ergebnis sind implementierte digitale Strukturen, um modernen und zukünftigen Vermittlungsansprüchen gerecht zu werden. Ziel von MusOS ist es, eine technische Brücke zu bauen, Standards zu setzen und kostenbewusst alle 5 Schritte zu unterstützen. Die Zusammenfassung in einem Betriebssystem macht es einfach, das große Ganze nicht aus den Augen zu verlieren. MusOS liefert die digitalen Werkzeuge, die notwendig sind, um die Schritte sicher zu setzen und sich nicht um technologische Details kümmern zu müssen.

Können Sie sich noch an die Entwicklung im PC Markt erinnern. 1985 im Zeitalter von MS-DOS Lösungen, musste ein Drucker in jeder Software einzeln und manuell eingerichtet werden. Heute nehmen die Betriebssysteme diese Arbeit ab. Ein neuer Drucker wird dabei meist Plug & Play installiert und steht plötzlich allen Softwareprogrammen und Apps zur Verfügung. Erst die Schaffung eines umfassenden Betriebssystems hatte zur Folge, dass sich Hard- und Softwarehersteller voll und ganz auf Ihr Fachgebiet konzentrieren konnten. In Folge hat die Branche die Innovationsgeschwindigkeit deutlich erhöht. Ganz ähnlich ist die grundlegende Struktur und Aufgabe von MusOS.

contexagon entwickelt hier ein Tool kontinuierlich weiter, welches Museen und Agenturen befähigt, sich auf die inhaltliche Vermittlung und das Nutzen der digitalen Tools zu konzentrieren. Ausgestattet mit Schnittstellen zu einer Bandbreite multimedialer Hardware, gibt es den Museen auch große Freiheit in der Auswahl von digitalen Endgeräten. Bestehende Hardware ohne Intelligenz kann durch preiswerte Lösungen, wie zum Beispiel die C-Box, leicht integriert werden. Der mühevolle Test vernetzter Systeme wird damit reduziert. APIs schaffen zukünftig die Chance für Spezialisten neue, innovative Apps und Lösungen auf der Plattform zu gestalten. So wird Innovation auf mehrere Schultern aufgeteilt und kann fokussierter erfolgen.

contexagon bietet heute Know-How im Bereich eGovernment-Lösungen, Blockchain Technologien und in der Errichtung von demilitarisierten Zonen. Dies hilft um die Sicherheit der Lösung zu maximieren. Eingebunden in Projekte wie museum4punkt0, bleibt das Unternehmen am Puls der Zeit, wenn es um innovative Strategien und Lösungen geht.

In der Partnerschaft mit dem Ingenieurbüro FutureAct stehen zudem auch die methodischen Werkzeuge zur Verfügung, um inhaltliche Prozesse in den Museen anzupassen. Aufbauend auf nachrichtentechnischer Ausbildung, kommt hier die Erfahrung aus dem Management zweier Museen und globaler Smart City Projekte zum Tragen. Die Expertise von erfolgreichem Change- und Projektmanagement in diesen Bereichen ist entscheidend, damit die neuen Möglichkeiten nicht nur bewusst, sondern auch gekonnt im Museum Einzug halten.

Die Grundlagen für ein, auf Museen zugeschnittenes, Ecosystem sind somit gelegt. Mit Museen und Agenturen gilt es. das Konstrukt weiter mit Leben zu füllen. Zusammen können Standards gefestigt werden, damit qualitatives Infotainment nicht nur ein digitaler Lösungsansatz bleibt, sondern um Exponate der authentische Raum entsteht, welcher Menschen in den Bann zieht und zu wertvollem Lernen animiert.

Digitales Storytelling – Ein Plädoyer für Erlebnisräume im Museum

Sun, 09 Dec 2018 16:00:02 GMT

Mensch und Exponat in direkter Interaktion

Das FFA Museum (Flieger und Fahrzeugmuseum Altenrhein), wird im Juli 2019 eröffnet. An Bord ist eine neuartige IoT (Internet of Things) Plattform. Basierend auf dem Betriebssystem für Museen MusOS werden den Gästen außergewöhnliche Erlebnisse geboten. Exponate sprechen via Augmented Reality, Sound- und Lichteffekte, Videobotschaften, Infofelder und Rätsel mit dem Besucher oder der Besucherin. Eine weitere Neuheit – jeder Besuch wird unterschiedlich. Das System ist zwar universell entwickelt, aber im Detail genau an das Museum angepasst. Das FFA Museum verspricht sich viel von der permanenten Weiterentwicklung dieser Plattform in Richtung Erlebnis, Relevanz, Individualisierung oder auch vom User selbst kuratierten Ausstellungen. Ziel ist in jedem Fall besseres Infotainment für die Besucher, mehr Qualität für die Forschung und eine höhere Rate an wiederkehrenden Fans. All das funktioniert dank des neuartigen Konzepts ohne späteren Eingriff in die Hardware des Museums, auch die Exponate müssen keinen Anpassungen unterzogen werden.

Das Stichwort „digital“ vor allem im Zusammenhang mit dem Begriff der Digitalisierung macht vielen Menschen heute Angst. Dabei ist Digitaltechnik an sich nur ein Medium. Im Museum verbergen sich dahinter Methoden aus Hard- und Software. Es sind z.B. Sensoren zur Erfassung, Aktoren (steuerbare Antriebselemente) zur Erlebnissteigerung, Algorithmen zur intelligenten Reaktion oder Mobiltelefone zur Ausgabe und Vernetzung. Der Nutzung keines dieser Mittel ist von sich aus gut oder schlecht. Der Einsatz entscheidet, ob die Installation Mehrwert bietet oder vielleicht eine Störung im Erlebnis darstellt. So braucht es für den Einsatz des MusOS und einer IOT-Plattform immer eine sinnvolle Idee im Hintergrund. Dieser Kerngedanke bekommt ein auf Museen optimiertes Datenbanksystem, eine auf das Gebäude angepasste Infrastruktur und eine App, die für den Nutzer möglichst intuitiv ist.

Das Exponat wird zum Erzähler.

Im neuen FFA Museum gibt es eine klare Idee. Nahezu alle Exponate sind dort flug- oder fahrbereit und werden auch noch bewegt. Das einzige fliegende und fahrende Museum birgt dabei ein klares Problem. Nur eine kleine Anzahl an Besucher kommt in den Genuss eines Flugs oder einer Fahrt. Für den TagesbesucherIn braucht es somit eine andere Ebene diese Lebendigkeit übers ganze Jahr hinweg darzustellen. Zudem werden die Exponate im Hangar bewegt und immer wieder neu positioniert. Infotafeln, Screens und andere klassische Displays sind dafür in der Fläche tabu. Gesucht wurde ein System, welches die richtige Information, abhängig von Stellplatz des Exponats und der Position des Besuchers, wiedergibt. Bestenfalls bringt dabei der Gast sein Display und die Steuerung (Smartphone) selbst mit. Oder einfacher: Das Exponat erzählt seine Geschichten einfach selbst. Sobald diese Kernidee weiterverfolgt wird, ergeben sich plötzlich eine Reihe weiterer Optionen.

• Hat ein Exponat für jeden Besucher die gleiche Geschichte? Eigentlich nicht.

• Wird die Geschichte immer als Audiofile ausgegeben? Nein, es kann Video, Text, Duft, Licht oder Augmented Reality sein.

• Wird die Storyline individuell erlebt oder darf es ein Gruppenerlebnis sein? Bitte keinen „Familientrenner“, wie den klassischen Audioguide, sondern ein Erlebnis für Familien, Paare, …

• Ist das FFA Museum das einzige Museum, bei dem es Sinn macht das Exponat zum Erzähler zu machen? Bestimmt nicht.

Digitales Storytelling

Haben wir nicht alle einmal davon geträumt? Wir nähern uns einem spannenden Gegenstand und dieser beginnt seine eigenen Geschichten zu teilen. Stellen Sie sich weiter vor, Sie betreten ein Museum und wählen einen virtuellen Begleiter. Jochen Rindt, den ehemaligen Formel 1 Star, Coco Chanel, die gefeierte Modedesignerin, Richard Feynman, einen begnadeten Wissenschaftler und bekannt für seine Präsentationen oder Andrei Tuploew, den berühmten Flugzeugingenieur. Je nach gewähltem Guide erzählen die Exponate nun andere Aspekte Ihrer Geschichte.

Im Falle eines Avon Motors von Rolls-Royce führt Jochen Rindt Ihnen die Begeisterung des Sounds der damaligen Zeit vor und Sie erleben diesen über den Lautsprecher. Andrej Tupolew zeigt Ihnen die Baugruppen des Motors in Augmented Reality. Mit Coco Chanel wird die Mode der damaligen Piloten am Bildschirm sichtbar. Richard Feynman wirft einen Blick auf die Grenzen der Motorenphysik. So wird der Zugang zum Exponat unterschiedlich und vielfältig. Für einen selbst steigt die Chance auf einen relevanten Zugang zum Exponat. Für alle Umstehenden wird die Geschichte aber ebenfalls erlebbar. Im Falle einer Familie ist es hier vorstellbar, dass ein Vater seinem Sohn nach Studium der Baugruppen diese direkt am Handy erklärt oder der Sohn für seine Mama den Motorensound auch ein zweites oder drittes Mal vorführt. Willkommen in der Welt des Contextual Computings.

Contextual Computing

Das Forbes Magazine hat Contextual Computing bereits 2013 als sechsten, siebten und achten Sinn des Menschen bezeichnet. Die Branche ist also nicht mehr ganz neu. Die innovativen Anwender haben spannende Erfahrungen gemacht. Die Idee ist inzwischen längst reif für den nächsten Marktschritt. Leider ist die Anzahl an Experten noch nicht groß genug, um sich in vielen Branchen auszubreiten. Das Museum mit seiner Vielzahl an Geschichten und Inhalten ist dabei definitiv eine perfekte Anwendung.

Kommen wir auf die Bemerkung von Forbes zurück. Der sechste Sinn steht für die Möglichkeit hinter das Exponat an sich zu sehen. Es reicht heute oft nicht mehr aus, ein verstaubtes Exponat zu präsentieren. Die Rohstoffe des 21. Jahrhunderts sind die Geschichten, die mit dem Exponat verbunden sind. Die intuitive Verbindung zu relevanten Informationen steht für den siebten Sinn. Aus dem Pool an Geschichten rund um ein Exponat gilt es den Inhalt zu wählen, der einen möglichst persönlichen Zugang zum Exponat schafft. Damit entsteht das magische Band, das einen Besucher fesselt und ihn in den Bann eines Objektes zieht. Der achte Sinn beschreibt die Möglichkeit der Interaktion und der Vermischung verschiedenster Technologien. Die jüngsten Entwicklungen bei Kommunikationsstandards und die Einführung von IPv6 sind Meilensteine in der weiteren Verbreitung von Technologie. Die Standardisierung der Schnittstellen und die Tendenz das Internet als zentrales Protokoll zu verwenden, gibt Firmen Entwicklungssicherheit und erlaubt Technologieblöcke eigenständig und austauschbar zu machen. So bindet der Anwender sich nicht an einzelne Hersteller und kann sukzessiv und einfach neue Entwicklungen integrieren.

Vom Fach- zum Handlungswissen

Startpunkt für das FFA Museum war ein ausführliches Benchmarking und eine Machbarkeitsstudie. Wolfgang Bernecker und Bernhard Vonier, einer der Träger des Museums, sind mit einer Masse an Inspirationen zurück zu den Kernfragen des Museums gegangen. Grundsatzentscheidung war die Integration einer IoT-Plattform im Museum- Für die Schnittstelle zu den Gästen wurden Chatbots als Vorbild gewählt. Diese Form der Kommunikation orientiert sich dabei heute stark an WhatsApp. Das Zusammenspiel der Technologien wurde dann in der Visitor Journey erstellt und in wiederkehrenden Schritten verfeinert. Dort wird festgehalten, welche Erlebnisse der Gast bei einem Museumsbesuch in den verschiedenen Zonen erleben kann. Dies schließt auch eine mögliche Vorbereitung des Besuches mit Hilfe der Webseite und Nachbetrachtung durch die Museums-App ein. Im Mittelpunkt stehen aber weiterhin die Exponate. Welche Aktionen und Geschichten hängen an den einzelnen Exponaten und für welche Zielgruppen ist die jeweilige Geschichte relevant. Dabei ist wichtig, dass die Idee jeder Zone in der Visitor Journey erst einmal frei von technischem Kauderwelsch ist und sich nur an der Funktion und dem Nutzen orientiert. Ideal entsteht die Kundenreise direkt im Museum oder aber auch in enger Zusammenarbeit mit Berater oder Agenturen.

Nun geht es ans Vernetzen der Geschichten mit den vorhandenen Technologien. Im Zentrum steht dabei das MusOS. Das Museumsbetriebssystem verbindet Nutzen, Stories und Daten mit den Technologien im Gebäude. Die Softwarearchitekten sorgen mittels der Schnittstellen und dem konsequenten Fokus auf IT-Standards für eine nachhaltige Struktur. Heute sind im MusOS die Ansteuerung von Raspberry PIs, von KNX, DALI, Android und IOS Betriebssystemen integriert. Durch die konsequente Ausrichtung auf Internetprotokolle sind auch weitere Standards, wie Dante oder DMX im multimedialen Bereich schnell umsetzbar. Als Ergebnis muss sich der Szenograph nicht um die technischen Details kümmern und kann Inhalte Exponaten unkompliziert zuordnen. Über die Position des Exponats im Museum werden dann Lautsprecher, Bildschirme, Leuchten und Aktionspunkte mit dem Exponat verbunden und die Geschichte sucht sich das entsprechende Ausgabemedium aufgrund der Positionsdaten selbstständig.

Mit dieser Basisdokumentation kann nun der Planer eines Neu- oder Umbaus die Funktionsbeschreibung problemlos in technische Feldkomponenten umsetzen. Dies betrifft vor allem die Elektro-, Licht-, Medien- und Telekommunikationstechnik. Angeschlossen daran ist natürlich auch das Museumsmobiliar und mögliche technische Einbauten. Der Prozess ist einfach. Für das Museum entscheidend ist dabei der klare Fokus auf die Funktionsbeschreibung. Auf dieser kann eine gemeinsame Ebene zwischen Museum und Fachplaner entstehen, auf der beide das Beste aus Ihren Welten einbringen können. Viele sehen heute die Implementierung der Technik als wichtigste Aufgabe und Herausforderung im Museum. Interessanterweise führt diese Fehleinschätzung häufig zum Scheitern von Installationen. Das System liefert nur den Lösungsansatz, ist aber allein niemals die Lösung.

Das technische System will nun gefüttert werden. Das FFA Museum unterscheidet dabei Szenografen und Datenmanager. Dies sind bewusst zwei Personengruppen, jede mit eigenen Stärken. Der Datenmanager kümmert sich um Hierarchie, Struktur, Vollständigkeit. Storytelling, Design, Empathie – die User Experience kommt vom Szenograph. In vielen Museen kann dabei gut auf Freiwillige und Enthusiasten zurückgegriffen werden. Im Bereich der Szenographie zeigt sich die Zusammenarbeit mit Studenten für kleinere Stationen als erfrischend. Größere Stationen sind ein Geschäftsfeld für Agenturen und Profis. Gerade im Bereich der Szenengestaltung ist die externe Brille ein wohltuendes Mittel im Museum und hilft die gefährliche Betriebsblindheit zu minimieren.

Bestandteile von MusOS

MusOS, das Museumsbetriebssystem, dessen Entwicklung vom FFA Museum angestoßen wurde, ist in drei Teile gegliedert. Kern und bereits allein lebensfähig ist das CMS System. Essenziell ist dabei die Verwendung von Objekten, Objekttypen und Hierarchien. Zusätzliche Felder zu einem Objekttyp oder gar ein völlig neuer Objekttyp sind in Sekundenbruchteilen ohne Programmierkenntnisse oder Softwarefirma umgesetzt. Objekttypen im Museum sind Exponat, aber auch ein Lieferant, ein Event - dadurch wird die Datenbank multifunktional. Neben der Kernfunktion im Storytelling gibt es so zusätzliche unterstützende Bereiche. Zum Beispiel kann der Einkauf für Events im System unterstütz werden, Guides freie Zugangsberechtigung zum Museum zu relevanten Zeiten bekommen, Social Media und Willkommensbildschirm automatisch bespielt oder Bereiche im Museum zeitweise gesperrt werden. Besonders ist auch die Verbindung der Daten mit Tags. So können Exponate auch außerhalb der klassischen Hierarchie gruppiert werden, wenn z.B. thematische Verwandtschaften bestehen - bei der Anzeige von Datensätzen im Internet oder bei der Tour im Museum ein unschätzbarer Vorteil. Stellen Sie sich vor, die Daten eines Museums werden auf einer Kugel angeordnet. So kann der Nutzer durch Drehung des imaginären Balls in verschiedene Richtungen immer wieder zu neuen Informationen kommen.

Der zweite Teil ist der IOT Teil der Software. Hier wird die Verknüpfung zu allen Sensoren und Aktoren im Museum geschaffen. Dadurch erwachen die Stationen zum Leben und das Gebäude wird von der leblosen Hülle zum Erlebnisraum. Heute sind dabei die Lösungen so clever, dass ein Ausfall einer Komponente im Normalfall vom Besucher überhaupt nicht bemerkt wird. Auf einem Bildschirm zum Beispiel werden beim Ausfall der Netzwerkverknüpfung Standardinhalte gezeigt. Oder eine Aktion, z. B. ein Soundfile auf einem Lautsprecher wird dem Besucher erst gar nicht angeboten.

Finale Komponente des MusOS ist die App oder der Batch. Dieser ist ein elektronischer Anhänger für Kinder oder Menschen ohne Interaktionsbedürfnis und erlaubt auch diesen Gästen einen unterstützten Museumsaufenthalt. In der App wird der Kunde oder die Kundin im Chatmodus auf dem eigenen Smartphone direkt vom Exponat angesprochen. Diese Variante erscheint in der heutigen Zeit vermutlich als natürlichste Form der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine. Jedes Exponat versucht nun die Geschichte mit der höchsten Relevanz für den spezifischen Gast aufgrund seiner Auswahl des Guides und seinen bisherigen Aktionen auszuwählen. Verbunden mit einem Zufallsgenerator und einem Check der früheren Anwesenheit über die Hardware ID (keine Kundendaten!) wird das Museum aus einem Anfangspool von 9h an Geschichten ca. 1,5 Stunden für die Tour auswählen. Das erlaubt auch widerkehrenden Besuchern immer wieder neue Eindrücke.

Für weniger Technikbegeisterte liegen Leihgeräte und Batches bereit. Ein umgehängter Batch für Kinder ist z.B. so ausgelegt, dass das Museum auch ohne Benutzereingaben auf dessen Position reagiert und dem Kind sogar noch Priorität einräumt.

Jedes Exponat kann mehrere Chatbots haben. Sobald einem Besucher eine Geschichte via Chat – Beispiel „Willst Du mal meinen Motorsound hören?“ -angeboten wird, werden eine Reihe von weiteren möglichen Stories gesperrt oder verzögert. Dies ist notwendig, denn gleichzeitiger Motorensound von drei Exponaten nebeneinander wäre vermutlich nicht mehr das gewünschte Erlebnis. Die Sperrung erfolgt aber nur systemintern und ist für den Kunden nicht erlebbar.

Mit den drei Softwarepaketen wird MusOS zu einer Einheit, die weit über bestehende Systeme hinausgeht und eine effizientere Nutzung des Museums erlaubt. Dabei stehen das Geschichten erzählen im ureigenen Sinn, Einfachheit und individueller Inhalt im Mittelpunkt des Systems.

Weiterentwicklung

MusOS wird in den kommenden Monaten zu einem standardisierten Produkt weiterentwickelt werden. Parallel ist es wichtig, die inhaltlichen Themen zu verfeinern. So wurden einige Bachelor und Masterarbeiten der FH Vorarlberg mit dem FFA Museum verknüpft. „Digitales Storytelling“, „Augmented Reality Prozesse“ und „ein User-kuratiertes Museum“ sind Themen, die neuen Input und Know-How auf wissenschaftlicher Basis liefern werden.

Michael Schneitter-Venier hat sich zum Beispiel der Museumspädagogik verschrieben. Als Lehrer und Student des Studiengangs Intermedia ist es sein Ziel, Infotainment und Nachhaltigkeit des Wissenserwerbs im Museum zu steigern. Gemeinsam versuchen alle Beteiligten zu verstehen wie das System intuitiver werden kann, um Hemmungen schnell und wirkungsvoll abzubauen. Ein wichtiges Thema dabei wird sein, die richtige Balance zwischen Kontrolle durch das System und ausreichend Freiheit in Entscheidungsprozessen zu finden. Kaum ein Besucher wird das gesamte Angebot des Museums von ca. 9 Stunden Inhalt bei einem Besuch konsumieren. Durch die Wahl eines Guides, einen Zufallsgenerator und mögliche weitere Kriterien geht das FFA Museum im ersten Schritt die Informationsvermittlung an. Sollte der Besucher sich aber limitiert oder z.B. gegenüber anderen Besuchern benachteiligt fühlen, ist aufkommender Frust ein mögliches Ergebnis. Hier sind eine genaue Beobachtung und Analyse der Besucher und neuer Entwicklungen wichtig. Mit dem Wachsen von „Contextual Computing“, werden hier zunehmend neue Erkenntnisse einfließen.

Ein besonderes Thema ist die Idee eines „User-kuratierten Museums“. Anstatt Touren durchs Museum aufgrund virtueller Persönlichkeitsprofile, wie z.B. Rennfahrer, Pilot, Mechaniker usw. vom Museum aus anzulegen, ist die Idee hier, Besucher selbst zum Gestalter von Touren zu machen. Die Schwierigkeit besteht hier mitunter darin, dem Benutzer ausreichend Hilfestellung und Information zur Verfügung zu stellen, um eine sinnvolle Auswahl zu ermöglichen. Eine Art Leitsystem und die Empfehlung von passenden Inhalten könnte hier zielführend sein. Zweifelsohne wäre es ein Bonus ein Eintrittsticket als Geschenk durch die Zugabe einer eigens zusammengestellten Tour einzigartig aufzuwerten. Auch eine Lehrperson, die für Ihre Schulklasse eine Tour vorbereitet, erhält durch dieses Feature pädagogisch völlig neue Möglichkeiten.

Gamification ist ein neuer Zweig der IoT Industrie. Auch dieser interessiert uns. Würde das Museum für ein digital interessiertes Publikum die Plattform bieten, in ein eigenes Spiel einzutauchen, böte dies vollkommen neue Möglichkeiten der Besucherinteraktion. Im Moment orientiert sich das FFA Museum an dem Computerspielklassiker aus den 1990er-Jahren „The Secret of Monkey Island“, am Trend von Escape Rooms oder an Spielen à la Mario Party von Nintendo. Mit zunehmender Verbreitung von vernetzen Räumen sind hier in den kommenden Jahren weitere Sprünge im Erkenntnisgewinn zu erwarten.

Zusammenfassung und Ausblick

Ein digitales System als Lösung im Museum macht nur Sinn, wenn es einen klaren Grund und die Antwort auf eine konkrete Aufgabenstellung bietet. Das FFA Museum sieht die Exponate „nur“ als Grundlage für den Betrieb. Durch die Verknüpfung der allgemeinen Daten mit den Geschichten oder Events rund um das Exponat, sowie den Events des Museums selbst, der Position der Gäste im Gebäude und der Gebäudeinfrastruktur, entsteht eine neuartige Aktionsebene im Museum und damit eine neue Handlungsebene. Auf dieser Basis werden interne und externe Szenografen die Exponate in Szene setzen und Inhalte gemäß Vorlieben des einzelnen Besuchers darstellen.

Zudem verbessert MusOS die Effizienz im Museum. Durch die Verwaltung von Events, Kontakten und Anbindung an Webseite und eShop, sind die administrativen Prozesse gering und jeder eingegebene Datensatz kann individuell für eine mehrfache Verwendung vorgesehen werden. Redundante Dateneingaben werden vermieden. Stehen die Basisdaten einmal zur Verfügung, ist die Weiterentwicklung des Systems vorprogrammiert. So ist MusOS bereits auf wiederkehrende Besucher vorbereitet. Diese erleben immer wieder neue Inhalte. Zudem können menschliche Guides ihre Ausführungen mit Aktionen untermalen oder auch Aktionen anderer Besucher in der Zone der Führung unterbinden, damit die Dramaturgie des Guides als persönliche und authentische Form des Storytellings unterstrichen wird.

Das System ist darüber hinaus in Blöcken aufgebaut. Werden z. B. unsere Smartphones von einer anderen Technologie zur Interaktion abgelöst, dann muss nicht das gesamte Konzept erneuert werden. Eine Anpassung an das neue Ausgabemedium reicht aus, alle anderen Elemente bleiben in Funktion. Dies erhöht die Nachhaltigkeit beträchtlich.

Die Königsklasse ist, den Besucher als „Spieler“ zu gewinnen. Er taucht ein in eine Welt, die Ihn gleichermaßen fordert, unterhält und bildet. Hier entsteht ein außergewöhnliches Erlebnis auf der Basis von Leidenschaft, Spaß und Wissen. So entsteht eine neue Erlebnisform, die gerade den Bedürfnissen jüngerer Zielgruppen entspricht und neue Attraktivität schafft. Gamification, so lautet der Fachbegriff dafür, wird im FFA Museum bereits in Zusammenarbeit mit Fachhochschulen und Universitäten erforscht. Das FFA Museum geht auch hier neue Wege.

Dem Museum war in Bezug auf die Neuentwicklung der Software von Anfang an bewusst, dass es nicht sinnvoll sein kann, das Betriebssystem ausschließlich auf das eigene Haus maßzuschneidern. Ein übertragbares Konzept macht nicht nur aus Kostengründen mehr Sinn. So wurden die Funktionsumfänge mit weiteren Museen abgestimmt und abgesegnet. Prozesse wurden geschaffen, um als Betreiber die eigenen Erfahrungen weiterzugeben und anderen Museen in der Umsetzung zu helfen. Mit dem Einzug in mehrere Häuser, wird die Weiterentwicklung und Optimierung der Software sichergestellt. Auch museumsübergreifende Projekte und dezentrale Museumstouren oder Interaktionsmöglichkeiten sind denkbar und werden gerade erforscht. Von diesen Entwicklungen verspricht sich das FFA-Museum natürlich auch eigene Vorteile in der Zukunft.

Wolfgang Bernecker hat das FFA Museum bis Oktober 2018 als Museum Manager geleitet und war verantwortlich für Vision, Grundkonzept und Visitor Journey. Heute begleitet er die technologische und konzeptionelle Weiter-entwicklung des Museums, als bekennender Pioniergeist verfolgt er heute eine Reihe von Projekten in den Bereichen Digital, Marketing und Licht.

Sascha Lorenz ist Mitbegründer von contexagon. Die Firma entwickelt mit Leidenschaft und Expertise effiziente Softwarelösungen rund um die Themen Context Aware Computing, Augmented Reality, Virtual Reality, Machine Learning, Mobile Apps und Big Data. Im FFA Museum hat contexagon mit Ihrer Kompetenz und Erfahrung überzeugen können und den Zuschlag erhalten.

Michael Schneitter-Venier lehrt in den Fachgebieten Englisch, Physik, Chemie, Lernhilfe und Integration, Informations- und Kommunikationspädagogik. Als Masterstudent im Fachbereich „InterMedia“ an der FH Vorarlberg arbeitet er an Museumspädagogik. Im FFA-Museum findet er die perfekte Plattform um seine Forschungen anzuwenden und zu verfeinern.