Forschung Dank neuer KI-Methoden schnell und einfach zur 3D-Visualisierung

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Im Projekt „Just Scan It 3D“ erforscht ein Team der Bergischen Universität gemeinsam mit drei Praxispartnern KI-Methoden und ihre Anwendungen zur einfachen Erstellung von 3D-Visualisierungen.

Smartphone zücken, das neue Wohnzimmer fotografieren und nach kurzer Zeit den im ganzen Land verstreuten Freundeskreis zur virtuellen Besichtigungstour einladen – die Bereiche, in denen die dahintersteckende Technologie Anwendung finden kann, sind vielfältig. Der Nutzen, das soll auch das nun gestartete Forschungsprojekt „Just Scan It 3D“ zeigen, geht weit über das private Vergnügen hinaus.

Gemeinsam mit dem Bildungsdienstleister Schnaq, dem Versicherungsdienstleister Control Expert und dem Deutschen Bergbau-Museum Bochum arbeiten Wissenschaftler der Bergischen Universität an Lösungen, um virtuelle Welten qualitativ hochwertig und möglichst einfach selbst zu erschaffen.

Rückmeldung in wenigen Sekunden

Das Interesse an 3D-Visualisierungen – sei es beim Gaming oder für die Schulung von Mitarbeitenden – ist in den vergangenen Jahren enorm gestiegen. Bisherige Methoden zur Erstellung basieren auf teurem und technisch anspruchsvollem Equipment. Zudem nimmt die Nachbearbeitung der damit produzierten Daten häufig viel Zeit und Computerleistung in Anspruch. Trotz bereits beeindruckender Ergebnisse hängt das fertige 3D-Modell stark von der Anzahl und Qualität der Originalbilder ab.

Ziel des Projektkonsortiums ist es daher, die Verfahren zur Bilderzeugung mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) zu beschleunigen und zu vereinfachen. Außerdem wird es darum gehen, den Detailgrad und die Genauigkeit der 3D-Modelle zu verbessern. „Durch das Aufkommen intuitiv bedienbarer KI-Anwendungen wie zum Beispiel ChatGPT gewinnen KI-basierte Methoden auch in der 3D-Rekonstruktion immer mehr an Relevanz für die Endkundschaft“, betont Erik Freier, Geschäftsführer des Interdisziplinären Zentrums Machine Learning and Data Analytics (IZMD) der Bergischen Universität.

Die im Projekt „Just Scan It 3D“ entwickelten technischen Verfahren sollen später offen zugänglich für ganz verschiedene Gruppen von Nutzer sein, beispielsweise über das Smartphone durch Nutzung einer App.

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Wie die Forschenden vorgehen

Die Forschenden knüpfen an bestehende Verfahren zur 3D-Rekonstruktion an (unter anderem Photogrammetrie und Neural Radiance Fields) und kombinieren diese mit Methoden der künstlichen Intelligenz, insbesondere Deep-Learning-Ansätzen, bei der der Computer anhand großer Datenmengen lernt, Muster zu erkennen. Die weiterentwickelten Verfahren sollen dann zum Beispiel ohne lange Verarbeitungszeit in der Lage sein, die für die Erstellung eines hochwertigen 3D-Modells fehlenden Bilddaten schnell zu erkennen.

Die Erarbeitung der Lösung orientiert sich an drei Anwendungsfällen aus der Praxis:

• KI-basierte Erkennung und Regulierung von Schäden an Kraftfahrzeugen auf Basis von Vor-Ort-Bildaufnahmen (Control Expert)

• Aufnahmen zur Erschaffung von interaktiven 3D-Lernräumen für unterschiedliche (Weiter-)Bildungsformate (schnaq)

• Digitale Archivierung, öffentliche Zugänglichmachung und Zustandsüberprüfung von Objekten des kulturellen und industriellen Erbes (Deutsches Bergbau-Museum Bochum)

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Gefördert wird das Vorhaben „Just Scan It 3D“ vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen und der Europäischen Union aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE). In Düsseldorf bekamen die Projektpartner ihren Zuwendungsbescheid vergangene Woche Mittwoch persönlich von Staatssekretärin Silke Krebs überreicht. Insgesamt wird das Vorhaben mit rund 2,3 Millionen Euro gefördert. Der Anteil der Bergischen Universität beträgt rund 1,3 Millionen Euro.

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