Erste Schritte im CommunityMirror Labor datArena

Im Rahmen eines Projektes der Vorlesung „CSCW – Rechnergestützte Gruppenarbeit“ entsteht aktuell in der datArena auf dem Gelände der Universität der Bundeswehr München ein Testaufbau unseres CommunityMirror-Konzeptes. Die datArena ist ein aktiv betriebenes historisches Rechenzentrum mit Computern aus allen Generationen seit den 1950er Jahren und stellt ein neuartiges Lehr-, Forschungs- und Ausstellungszentrum bereit, das zwischen Technik-, Kultur- und Sozialgeschichte vermittelt und zugleich ein Forum für Begegnung bietet. 1 In diesem Setting steht eine Fläche von ca. 20 Quadratmetern zur Verfügung, um die verschiedenen Hardware-Komponenten von CommunityMirrors in einem konsistenten Laborumfeld aufzubauen, damit ihr Zusammenwirken in der Praxis überprüfen werden kann.

Labor datArena am 09.07.2011

Labor datArena am 09.07.2011

Dieser Artikel beschreibt die bisherigen Vorgänge bis zum aktuellen Stand, wobei die Installation noch nicht abgeschlossen ist. Daher wird in der nächsten Zeit abhängig vom Fortschritt des Projektes ein weiterer Artikel erscheinen.

Aufbau

Kernaufgabe war es, die Hardware zu positionieren und aufzubauen. Der Laborbereich liegt in einer Ecke der datArena und ist somit von zwei Wänden begrenzt und von den anderen beiden Seiten zugänglich. Da der Bereich möglichst offen wirken soll und die Wege aufgrund der Fluchtwegsbestimmungen ohnehin frei bleiben müssen, konnten nur wenige Komponenten an den offenen Seiten platziert werden. Das zentrale Element ist der große Wandbildschirm, der natürlich an einer Wand befestigt wird, wodurch sich auch die restlichen Elemente eher an den Wänden orientieren. Des Weiteren sind die Standorte der RFID-Antennen für die Benutzeridentifikation relativ genau vorgegeben, da sie ganz bestimmte Bereiche erfassen sollen.

Komponenten des Labors datArena

Komponenten des Labors datArena

Die grundlegende Platzierung der Geräte ist inzwischen abgeschlossen: Der Wandbildschirm als zentrales Element ist in Augenhöhe mittig an der längeren Wand befestigt. Die RFID-Antennen sind seitlich davon in den Raum ragend positioniert, während die Fingerprintsensoren am Monitor befestigt werden. Eingerahmt wird der Bereich von zwei Arbeitsplätzen mit Workstations (PC & Mac). Das Terminal steht mit dem Display zur Wand am PC-Arbeitsplatz, um dort eine private Zone zu erzeugen und gleichzeitig die Geschehnisse am großen Monitor verfolgen zu können. Die Trolley-PCs sind frei beweglich. Am PC-Arbeitsplatz ist in erhöhter Position eine Webcam angebracht, die einen möglichst großen Bereich erfasst, damit sich Aufnahmen und Videos zur Protokollierung von Vorgängen im Interaktionsbereich erstellen lassen. Um zusätzliche „Lounge“-Atmosphäre zu schaffen, ist mittig im Bereich eine Sitzgruppe mit mehreren Sesseln eingerichtet.

Installation/Konfiguration

Neben diversen Aktualisierungen, die an den PCs und am Setting vollzogen werden mussten (Updates einspielen, CommunityMirrors-Framework aktualisieren, Kabel verlegen, etc.), bestand die Hauptarbeit in der Konfiguration und Integration der verschiedenen CommunityMirror-Komponenten, die im Folgenden kurz in ihrem Gesamtzusammenhang beschrieben werden.

RFID

Die Standorte der Antennen standen, wie oben bereits beschrieben, bereits fest. Daher mussten diese nur entsprechend aufgestellt und an die Lesegeräte angeschlossen werden. Dazu wurden je 2 Antennen an den Mid-Range und den Long-Range Reader angeschlossen. Ersterer dient zur Erfassung von Personen in der aktiven Zone, also derjenigen Personen, die direkt mit dem Wandbildschirm interagieren. Letzterer erfasst Personen, die sich dahinter befinden und das Geschehen passiv beobachten bzw. nur mit den Personen in der aktiven Zone interagieren, nicht aber mit dem Gerät selbst. Da die Lesegeräte beide an den Host-Rechner am Wandbildschirm angeschlossen werden mussten, sind diese in unmittelbarer Nähe davon positioniert.

Die Konfiguration der beiden Lesegeräte musste unabhängig erfolgen, da das eine per USB angeschlossen wird (Mid-Range Reader) und das andere per Ethernet (Long-Range Reader). Mit den RFID-Lesegeräten ist es, anders als es die Namensbezeichnung „Reader“ vermuten lässt, auch möglich, die zugehörigen RFID-Chipkarten mit einer selbst gewählten ID zu beschreiben. Dazu ist eine andere Konfiguration der Geräte nötig, als wenn die gelesenen RFID-Daten zum Host-Rechner übertragen werden. Die Umschaltung zwischen Konfigurationen geht mithilfe des mitgelieferten OBID ISOStart relativ schnell. Das CommunityMirrors-Framework besitzt bereits eine Schnittstelle zur Verwendung der RFID-Daten, sodass die Anzeige des Wandbildschirms in der datArena nun auf erkannte Personen reagieren kann.

Auch im Stand-Terminal ist ein RFID-Lesegerät, sowie eine entsprechende Antenne integriert. Es handelt sich um denselben Mid Range-Reader, der auch am Wandbildschirm Verwendung findet, sodass die Einrichtung hier analog verläuft.

Fingerabdruckscanner

Vor allem am zentralen Wandbildschirm kommen Fingerabdruckscanner zur Anwendung, um sich am Gerät anzumelden und sich so zum Beispiel benutzerspezifische bzw. personalisierte Informationen anzeigen zu lassen. Weiterhin können Informationen hierdurch in einer Art Warenkorb gesammelt und per E-Mail verschickt werden, um sie beispielsweise am Arbeitsplatz oder zu Hause ebenfalls zur Verfügung zu haben.

Im CommunityMirrors-Framework sind bereits mehrere Ansätze zur Integration der Geräte vorhanden. Auch am Stand-Terminal wird in Kürze ein Fingerabdruckscanner angebracht werden, um personalisierte Informationsmitnahme zwischen dem halböffentlichen Interaktionsbereich und der privaten Interaktionszone am Terminal zuzulassen.

Näherungssensoren

An einigen Geräten sind Näherungssensoren zur Erfassung einer Person im näheren Umfeld integriert, um zum Beispiel Bildschirmschoner oder ähnliches zu unterbrechen und interessantere Informationen anzeigen zu können. Hier findet jeweils dasselbe Modell Verwendung.

An Trolleys und Stand-Terminal sind die Näherungssensoren bereits integriert und installiert, sodass im Falle des Terminals dieser nur noch richtig befestigt werden musste. Der Näherungssensor vom Wandbildschirm dagegen konnte noch nicht angebracht werden, da zum einen die Frage der Stromversorgung noch offen ist, zum anderen wird der Sensor normalerweise an einen COM-Port angeschlossen, der Rechner im Wandbildschirm aber über keinen verfügt, sodass ein COM-Port/USB-Adapter notwendig ist.

Netzwerkkonfiguration

Die im Setting integrierten Rechner verfügen alle über einen Internet-Zugang, der über das Rechenzentrum-eigene WLAN, welches vor Kurzem in der Halle installiert wurde, bereitgestellt wird. Hierüber werden insbesondere die mobilen Trolleys angeschlossen. Daneben existiert eine ebenfalls vom Rechenzentrum verlegte Kabelverbindung.

Um die angebundenen Komponenten (RFID-Lesegerät, Fingerabdrucklesegeräte) vom Uni-Netz zu trennen und sie in einem Subnetz gliedern zu können, wurde im Rechner des Wandbildschirms eine zweite Ethernetschnittstelle integriert.

Weitere Komponenten

Neben den oben beschriebenen, bereits seit Längerem für CommunityMirrors eingesetzten Systembestandteilen, sind vor Kurzem weitere Komponenten hingekommen, die noch installiert und konfiguriert werden müssen. Dazu zählt zunächst eine Microsoft Kinect, eigentlich eine Erweiterung der Spielekonsole Xbox 360, über die sich aber auch der Rechner per Gestensteuerung bedienen lässt. Dazu existieren Open Source Treiber, die dies unter anderem auch für Windows XP ermöglicht. Microsoft selbst hat vor kurzem ein Kinect-SDK für Windows als Beta-Version veröffentlicht, sodass die Möglichkeit besteht, das Gerät noch weitergehend in das Framework zu integrieren.

Auch mit dem sogenannten Headtracker TrackIR 5 Pro lässt sich der Rechner auf andere Weise steuern. Dabei wird eine Tracking-Komponente auf einer Schirmmütze auf dem Kopf eines Nutzers befestigt, ein Sensor ermittelt so die Kopfbewegungen und gibt diese an den Hostrechner weiter.

Zuletzt sind die Wii-Controller zu nennen, die eigentlich Zubehör der Nintendo Wii sind, mit passenden Treibern aber auch eine Maus ersetzen können. Die Steuerung schien in einem ersten Test allerdings nicht sehr präzise, sodass für diese Art der Steuerung eine gewisse Menge an Fingerspitzengefühl notwendig ist.

Mehrwert des Labors

Mit dem Aufbau des Labors wurde das CommunityMirrors-Konzept, welches bisher eher in theoretischer Form existierte, in die Tat umgesetzt. Im Folgenden können nun Forschungsarbeiten in dieser Richtung direkt am Objekt in der Praxis umgesetzt oder getestet werden. So kann das Labor bei wissenschaftliche Arbeiten, wie zum Beispiel Bachelor- oder Masterarbeiten, eine wertvolle Hilfe beim Testen von Komponenten oder Implementierungen in einem bestehenden Setting sein. Neue potentielle Komponenten lassen sich direkt testen, wie es bei der Microsoft Kinect und weiteren Komponenten bereits geschieht. Außerdem können theoretische Konzepte in der Praxis untersucht und verifiziert werden.

Ausblick

Der Testaufbau ist noch nicht abgeschlossen. Neben den neuen Komponenten, die noch integriert werden müssen, sind auch noch nicht alle ursprünglichen Arbeiten erledigt. So fehlen beispielsweise noch Kabelschächte und ein weiterer Arbeitsplatz. Weitere Informationen dazu folgen in einem späteren Bericht.

Gesamtübersicht

Gesamtübersicht

Quellen und Fußnoten:

  1. Weitere Informationen zur datArena finden sich beispielsweise auf der entsprechenden Seite des Instituts für Softwaretechnologie unter http://www.unibw.de/inf2/Forschung/Forschungsthemen/datArena oder auf der eigens eingerichteten Webpräsenz des Computermuseums München.

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