Fraunhofer IAO – BLOG https://blog.iao.fraunhofer.de IAO-Blog zum Thema Arbeit der Zukunft - Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO Thu, 21 Mar 2024 10:59:05 +0000 de-DE hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.1.5 https://blog.iao.fraunhofer.de/content/uploads/cropped-iao_85mm-01-e1604303284771-2-32x32.jpg Fraunhofer IAO – BLOG https://blog.iao.fraunhofer.de 32 32 INNOASSIST – Die Zukunft der Kreativworkshops: KI-gestützte, virtuelle Assistenten in der VR-Welt https://blog.iao.fraunhofer.de/innoassist-die-zukunft-der-kreativworkshops-ki-gestuetzte-virtuelle-assistenten-in-der-vr-welt/ https://blog.iao.fraunhofer.de/innoassist-die-zukunft-der-kreativworkshops-ki-gestuetzte-virtuelle-assistenten-in-der-vr-welt/#respond Thu, 21 Mar 2024 10:59:05 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=12125
Projekt INSTANCE – Immersive Industrial Innovation Ecosystems
Im Projekt INSTANCE beschäftigt sich das Fraunhofer IAO mit der Frage wie Metaverse-Technologien Menschen optimal bei der Innovationsarbeit und bei Engineering-Prozessen unterstützen können. Dazu wird eine eXtended Reality Hard- und Softwareinfrastruktur aufgebaut, die es den Mitarbeitenden und in Zukunft ihren Kundinnen und Kunden ermöglicht, immersive Kollaborationsszenarien zu entwerfen und auszuprobieren.

Virtual Reality (VR) hat in den letzten Jahren eine explosive Entwicklung durchgemacht und bietet nun eine Fülle von Anwendungsmöglichkeiten. Eine besonders faszinierende Innovation ist der Einsatz KI-gestützter, virtueller Assistenten in Kreativworkshops. Diese neue Ebene der Interaktion ermöglicht es den Teilnehmenden, ihre kreativen Potenziale auf ein bisher unerreichtes Niveau zu heben.

Durch die Verschmelzung von VR und KI-gestützten Assistenten können Kreativworkshops nicht nur effektiver, sondern auch immersiver gestaltet werden. Die Teilnehmenden tauchen in virtuelle Umgebungen ein, die ihre Kreativität und Engagement fördern. Die immersive Natur von VR und der Einsatz von KI ermöglicht es, Gedanken zu strukturieren, neue Denkanstöße zu erhalten und alternative Perspektiven zu erkunden. Dieser Ansatz integriert zudem umfrageähnliche Interaktionen, simuliert durch KI-Personas, und erleichtert die umfassende Sammlung von Informationen.

Zur Unterstützung des Kreativprozesses soll die inhärente Stärke generativer KI genutzt werden, neue Inhalte wie Texte, Bilder oder auch Code zu erzeugen. Die besondere Stärke der generativen KI liegt dabei in der Effektivität bei der Ideenfindung. Insbesondere in der frühen Phase der Ideenfindung können Menschen in ihrer Kreativität durch den Einsatz von großen Sprachmodellen unterstützt werden.

Zielsetzung und Vision – INNOASSIST:

Das INSTANCE-Projekt inspirierte die Idee für den Use-Case »Innovation Workshop – INNOASSIST«. Die Vision dieses Projekts besteht darin, die Zukunft der Kreativworkshops durch die Integration fortschrittlicher KI-gestützter Technologien zu gestalten. INNOASSIST ist ein immersives Workshopformat, das von einem auf generativer KI-basierenden virtuellen Assistenten geleitet wird.

Die Visionäre hinter INNOASSIST sehen den virtuellen Assistenten als multifunktionales Werkzeug. Es kann moderieren, protokollieren, auf Unstimmigkeiten reagieren, Informationsbedarfe decken und Ideen und Konzepte visualisieren. Drei verschiedene Forschungsbereiche, namentlich »Digital Business«, »Mobilitäts- und Innovationssysteme« und »Kognitive Dienstleistungssysteme«, widmen sich spezifischen Funktionen des Assistenten, darunter Dokumentenverarbeitung, Avatar-Gestaltung, Interaktion mit Menschen und Entwicklung von Anwendungstools.

Die Zielsetzung der Forschungsbereiche variiert, aber das übergeordnete Ziel ist das Gleiche: die verschiedenen Entwicklungszweige am Ende wieder zusammenzuführen. INNOASSIST strebt danach, die Art und Weise, wie Kreativität in Workshops gefördert wird, zu revolutionieren und Teilnehmende in eine innovative VR-Welt zu entführen.

Leselinks:

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Gesund und stark: Warum eine Gefährdungsbeurteilung psychischer Belastungen der Schlüssel zu mehr Resilienz im Unternehmen ist https://blog.iao.fraunhofer.de/gesund-und-stark-warum-eine-gefaehrdungsbeurteilung-psychischer-belastungen-der-schluessel-zu-mehr-resilienz-im-unternehmen-ist/ https://blog.iao.fraunhofer.de/gesund-und-stark-warum-eine-gefaehrdungsbeurteilung-psychischer-belastungen-der-schluessel-zu-mehr-resilienz-im-unternehmen-ist/#respond Wed, 20 Mar 2024 11:36:26 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=12120 Seit 2013 besteht für alle Arbeitgeberinnen und Arbeitgeber, unabhängig von der Anzahl ihrer Mitarbeitenden, die Pflicht, eine Gefährdungsbeurteilung psychischer Belastungen vorzunehmen (ArbSchG §5 Abs. 3 Nr. 6). Bislang wird dieser Pflicht jedoch zu wenig nachgekommen, oftmals wird sie von Unternehmen als Last empfunden oder gar ignoriert. Dass sie allerdings auch eine enorme Chance für die Erhöhung der Resilienz von Unternehmen darstellt, will ich in diesem Beitrag zeigen.

Seit Jahren steigt die Zahl der Arbeitsunfähigkeitstage aufgrund von Burnout-Erkrankungen in Deutschland. Zählte die AOK 2012 noch durchschnittlich 92,2 Arbeitsunfähigkeitstage je 1000 Mitglieder aufgrund einer Burnout-Diagnose, waren es 2022 bereits 159,8. Das Arbeitsunfähigkeitsvolumen durch Burnout ist somit in den letzten zehn Jahren um mehr als 50 Prozent gestiegen.

Auch die Wahrnehmung des Themas durch die Mitarbeitenden hat sich verändert. Laut der Studie »Arbeiten 2023« der Betriebskrankenkasse Pronova haben mehr als 60 Prozent der Deutschen Angst vor Burnout (2018 waren es noch 50 Prozent). Jeder Fünfte stuft die Gefahr, ein Burnout zu erleiden, sogar als »hoch« ein. Die Krankenkasse sieht daher ArbeitgeberInnen in der Pflicht, mehr für die psychische Gesundheit ihrer Mitarbeitenden zu tun.

Die Gefährdungsbeurteilung psychischer Belastungen kann hier ein erster Schritt sein, um die Situation im eigenen Unternehmen zu verbessern.

Gefährdungsbeurteilung psychischer Belastungen (GBPB) in der Praxis

Mit dem gesetzlichen Instrumentarium können psychische Belastungen in Unternehmen erkannt, adressiert und schlussendlich reduziert werden. Zudem kann die Durchführung der GBPB und deren offene Kommunikation Sicherheit innerhalb der Belegschaft schaffen. Mitarbeitenden wird signalisiert, dass die Unternehmensführung das Thema ernst nimmt und Maßnahmen ergreift, um die Belastungen für alle Beschäftigten möglichst gering zu halten. Ein Thema, das auch im Kontext einer alternden Belegschaft zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Merkmalsbereiche, die über eine Gefährdungsbeurteilung psychischer Belastungen analysiert werden müssen, lauten:

  • Arbeitsinhalt und Arbeitsaufgabe, z.B. Handlungsspielraum, Vollständigkeit der Aufgabe
  • Arbeitsorganisation, z.B. Arbeitszeit, Arbeitsintensität
  • Soziale Beziehungen, z.B. zu Vorgesetzten und Kollegium
  • Arbeitsumgebung, z.B. Lärm, physische Faktoren, Arbeitsmittel
  • Neue Arbeitsformen, z.B. räumliche Mobilität, zeitliche Flexibilisierung

Allerdings zeigt der DEKRA Arbeitssicherheitsreport 2023, dass 56 Prozent der Unternehmen keine psychische Gefährdungsbeurteilung durchführen, weitere 17 Prozent sind sich unsicher, ob es eine solche Beurteilung in ihrem Unternehmen gibt. Der Report »Gesundheit im Betrieb« der DGUV zeigt zudem, dass zwar 31 Prozent der befragten Unternehmen im Jahr 2020 psychische Belastungen für alle Arbeitsplätze ermittelten, 33 Prozent aber keine Maßnahmen zur Verbesserung der Situation ableiteten. Bei 27 Prozent der Unternehmen erfolgte ferner keine Dokumentation der Gefährdungsbeurteilung.

Die Gründe hierfür sind vielfältig. Obwohl diverse Instrumente zur Durchführung einer GBPB vorliegen, sind Unternehmen oft unsicher, welches Instrument das richtige ist, welche Maßnahmen angemessen sind und wie deren Wirkung gemessen werden kann. Darüber hinaus sind sich Unternehmen oft nicht bewusst, welche positive Wirkung eine gut durchgeführte GBPB haben kann, wenn entsprechende Maßnahmen abgeleitet werden.

Positive Effekte der Gefährdungsbeurteilung psychischer Belastungen

Fest steht: Die Gefährdungsbeurteilung ist Voraussetzung dafür, dass geeignete Maßnahmen zur Reduzierung psychischer Belastungen abgeleitet und umgesetzt werden können. Sie trägt somit auch zu mehr Wirtschaftlichkeit von Arbeitsschutzmaßnahmen bei. Die positiven Effekte für Unternehmen gehen jedoch weit darüber hinaus, z.B.:

  • Steigerung von Motivation und Produktivität
  • Verringerung von Fehlzeiten und Fluktuation
  • Erhöhung der Mitarbeiterbindung und Arbeitgeberattraktivität
  • Verbesserung des Arbeitsklimas

Die GBPB kann zudem Startpunkt für eine ganzheitliche Resilienzförderung in Unternehmen sein. Resilienz meint die Meta-Kompetenz, effektiv mit kritischen Situationen umgehen und gestärkt daraus hervorgehen zu können. Um Resilienz zu entwickeln, benötigen Unternehmen Fähigkeiten zur Vorbereitung auf, zum Umgang mit und zur Anpassung an kritische Situationen. Unterstützt wird die Ausbildung dieser Fähigkeiten durch spezifische Resilienzressourcen auf Ebene des Individuums, des Teams und der Organisation, z.B.:

  • Individuum: Optimismus, Achtsamkeit
  • Team: geteilte Werte, positives Teamklima
  • Organisation: flexible Strukturen, offene Unternehmenskultur

Fokussiert sich ein Unternehmen nicht allein darauf, vorhandene Belastungen zu reduzieren (d.h. reaktiv zu handeln), sondern auch ein gesundheitsförderliches Umfeld zu schaffen (d.h. proaktiv zu handeln), kann das die Resilienz der Mitarbeitenden und damit auch die Resilienz des gesamten Unternehmens steigern. Auf Basis der GBPB können fundiert und gezielt Resilienzressourcen auf allen Ebenen innerhalb des Unternehmens aufgebaut und somit resilientes Verhalten etabliert werden, was den Umgang mit kritischen Situationen verbessert und zum langfristigen Bestehen des Unternehmens beiträgt. Der Unternehmenskultur kommt in diesem Zusammenhang eine besondere Bedeutung zu. Gelingt es, eine offene, konstruktive und wertschätzende (Lern-)Kultur im Unternehmen zu etablieren, wirkt sich dies förderlich auf die Resilienz der gesamten Organisation aus.

Es bleibt festzuhalten, dass die GBPB enormes Potenzial birgt: Sie hilft nicht nur psychische Belastungen zu reduzieren, sondern liefert auch Ansatzpunkte für eine ganzheitliche Resilienzförderung in Unternehmen.

Sie möchten Ihr Unternehmen stärken und eine GBPB als Startpunkt der Entwicklung einer resilienten Unternehmenskultur durchführen? Wir unterstützen Sie wissenschaftlich fundiert bei der Planung und Durchführung, der Ableitung von Maßnahmen sowie der Dokumentation. Sprechen Sie uns gerne an!

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Spontanhelfende im Bevölkerungsschutz: Fluch oder Segen? https://blog.iao.fraunhofer.de/spontanhelfende-im-bevoelkerungsschutz-fluch-oder-segen/ https://blog.iao.fraunhofer.de/spontanhelfende-im-bevoelkerungsschutz-fluch-oder-segen/#respond Tue, 19 Mar 2024 07:22:50 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=12047 Im Katastrophenfall sind Spontanhelfende immer zur Stelle. Viele Hilfsorganisationen stehen der gut gemeinten, aber unkoordinierten Hilfsbereitschaft skeptisch gegenüber. Dabei könnten alle profitieren, wenn Engagierte und Anwohner sinnvoll eingebunden werden. Aber wie kann eine strukturierte Zusammenarbeit mit Helfenden ohne Struktur aussehen?

Was sind Spontanhelfende?

Spontanhelfende engagieren sich freiwillig und unmittelbar im Krisen- oder Katastrophenfall bei Hilfs- und Rettungsmaßnahmen zu unterstützen. Sie sind keine professionellen Helfer, sondern Bürgerinnen und Bürger, die aus einem Gefühl der Solidarität heraus handeln und ihre Zeit, Ressourcen oder Fähigkeiten einsetzen, um anderen zu helfen. Durch die Krisenlagen in den letzten Jahren und Jahrzehnten haben sich inzwischen auch Gruppierungen gebildet, bei denen sich Spontanhelfende melden können bzw. die aus Spontanhelfenden bestehen.

Warum sind Spontanhelfende wichtig im Krisenfall?

Spontanhelfende sind insbesondere zu Beginn einer Krise eine wertvolle Ressource. Sie können schnell helfen und sich einbringen, wenn Zeit und Ressourcen der professionellen Kräfte knapp sind. So können akute Bedürfnisse gedeckt und Erste Hilfe geleistet werden. Mit Hilfe der Spontanhelfenden können so Sandsäcke gefüllt, Feldbetten aufgestellt oder die Betroffenen betreut werden. Sie bringen häufig eine Bandbreite an Fähigkeiten und Ressourcen mit, die bei Krisen und Katastrophen nützlich sein können, beispielsweise medizinische Kenntnisse, handwerkliche oder organisatorische Fähigkeiten sowie spezifische Ortskenntnisse, die die Einsatzkräfte der Hilfsorganisationen entlasten, sodass diese sich auf die eigenen Aufgaben und Kernkompetenzen konzentrieren zu können. Somit wird die professionelle Hilfe sinnvoll und zielführend ergänzt und in keinem Fall ersetzt. Durch diese Zusammenarbeit kommen Menschen zusammen für die Erreichung eines gemeinsamen Zieles. Der Zusammenhalt, der gerade bei einer gemeinsamen Bewältigung einer Krise entsteht, kann sogar selbst zu einer zentralen Ressource werden: Langfristig kann dadurch die Gemeinschaft gestärkt werden und die Resilienz gegenüber zukünftigen Krisen erhöht werden.

Wo liegen Herausforderungen und Risiken?

Die Einbindung von Spontanhelfenden bietet viele Vorteile. Allerdings gibt es auch Herausforderungen und Risiken, für die Lösungen gefunden werden müssen. Eine effektive Koordination und Kommunikation zwischen Spontanhelfenden und den professionellen Einsatzkräften ist entscheidend, um Doppelarbeit und Engpässe zu vermeiden. Spontanhelfende müssen im Einsatzfall über Risiken und angemessene Sicherheitsvorkehrungen informiert werden. Ebenso sollten Spontanhelfende in die bestehenden Strukturen eingebunden werden und keine neuen geschaffen werden. Nur mit Hilfe dieser Punkte ist eine effektive Zusammenarbeit nachhaltig möglich. Insbesondere an dieser Stelle ist noch viel Arbeit zu tun, um die Einbindung effektiv zu gestalten. Ein technisches System mit dazugehören Unterlagen, auch für vulnerable und multikulturelle Gruppen werden erarbeitet und können bald in Einsatzübungen ausprobiert werden.

Fazit: Spontanität organisieren: So wird der »Fluch« zum Segen

Die Einbindung von Spontanhelfenden hat eine entscheidende Rolle bei der erfolgreichen Bewältigung einer Krise. Dazu müssen die Anforderungen an die Einbindung von Spontanhelfenden weiter betrachtet werden. Darüber hinaus sollten zum Beispiel Schulungsmaßnahmen und ein Kommunikationskonzept erarbeitet werden. Im Besonderen die Betrachtung der heterogenen Gesellschaft und vulnerabler Gruppen muss in der Forschung im Bevölkerungsschutz weiter in den Fokus gerückt werden. Am Ende wird es Tipps und Tricks geben für beide Seiten, um eine Zusammenarbeit effektiv und effizient zu gestalten. Das momentane praxisnahe Vorgehen ermöglicht eine zeitnahe Anpassung an die Gegebenheiten und ist offen für Änderungen und Wünsche von Interessierten.

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Systematisch zu neuen Geschäftsideen – jetzt mit Unterstützung eines innovativen Lernformats https://blog.iao.fraunhofer.de/systematisch-zu-neuen-geschaeftsideen-jetzt-mit-unterstuetzung-eines-innovativen-lernformats/ https://blog.iao.fraunhofer.de/systematisch-zu-neuen-geschaeftsideen-jetzt-mit-unterstuetzung-eines-innovativen-lernformats/#respond Thu, 14 Mar 2024 11:54:49 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=12080 Fragen Sie sich auch, wie Sie Ihr Geschäft in die digitale Zukunft führen? Viele kleine und mittelständische Unternehmen stehen bei dieser Frage vor einem Dilemma: Wie kann der digitale Sprung auf das nächste Level mit den Mitarbeitenden gelingen, die in den bestehenden Routinen denken und arbeiten? Wie können die Mitarbeitenden dazu befähigt werden, ihre bewährten Denkmuster zu verlassen und selbst innovative neue Geschäftsideen zu entwickeln? Genau auf diese Fragen haben wir jetzt eine Antwort entwickelt.

Das disruptive Potenzial der Digitalisierung, das vielen etablierten Unternehmen das Leben schwer macht, ist weitläufig bekannt. Dennoch fällt es gerade kleinen und mittleren Unternehmen weiterhin schwer, die damit verbundenen Chancen und Potenziale durch smarte neue Geschäftsideen in tragfähige Geschäftsmodelle zu übersetzen. Hier sind neue Lösungen und Kompetenzen erforderlich, die KMU darin befähigen, systematisch zu neuen Geschäftsideen zu gelangen.

Ein heißes Thema im Zusammenhang mit diesen erforderlichen Kompetenzen ist der Fachkräftemangel, der Unternehmen mit dem Ausstieg der geburtenstarken Jahrgänge aus dem Arbeitsmarkt vor große Probleme stellt. Bei dem großen Wettbewerbsdruck um neue Arbeitskräfte bei sich wandelnden Geschäftsfeldern – siehe Punkt 1 – werden Qualifizierung und Weiterbildung der Belegschaft immer wichtigere Aspekte für gesunde Unternehmen.

Zuletzt sind, dank Pandemie und Digitalisierung, virtuelle und Blended Learning-Modelle auf dem Vormarsch. Das hat den Vorteil, dass Qualifizierung und Weiterbildung immer flexibler und bedarfsgerechter gestaltet werden können. Von diesen neuen Möglichkeiten machen auch wir Gebrauch. Nur mit Nutzung der neuen (technischen) Möglichkeiten, kann attraktives Lernen sichergestellt werden. Und das ist notwendig – denn die genannten Herausforderungen erfordern neue digitale Geschäftsmodelle, um die langfristige Wettbewerbsfähigkeit zu sichern.

Kostenlose Lernvideos (MOOCs)

Im Rahmen des Projekts »Business Innovation Engineering Center (BIEC)« haben wir deshalb eine Reihe von MOOCs (»Massive Open Online Courses«) entwickelt, die Ihnen die Türen zur faszinierenden Welt der Geschäftsmodellinnovation öffnen. Unsere kostenlosen Lernvideos vermitteln grundlegendes Wissen über Geschäftsmodellentwicklung und zeigen, wie Sie verschiedene Methoden und Werkzeuge nutzen können. Mit diesem agilen Werkzeug adressieren wir Mitarbeitende und HR-Verantwortliche, die für die Entwicklung digitaler Geschäftsmodelle bzw. die Weiterentwicklung von Mitarbeiterkompetenzen in diese Richtung verantwortlich sind.

Unsere MOOC-Reihe deckt den gesamten Prozess der Geschäftsmodellentwicklung ab. Dazu starten wir bei den Basics und erklären, was ein digitales Geschäftsmodell eigentlich ist. Denn – Überraschung – mit einem Onlineshop oder einer digitalen Kundenschnittstelle ist noch lange kein Haken hinter die Digitalisierung gesetzt. Es geht insbesondere darum, Daten und digitale Technologien zu nutzen, um über das Kerngeschäft hinaus einen echten Zusatznutzen für die Kundschaft zu stiften. Im Anschluss daran geht es um Methoden und Werkzeuge, die entlang des Entwicklungsprozesses bis zur Umsetzung angewendet werden können. Diese Vorgehensweise beschreiben wir in einem kommenden Blogartikel in Kürze am Beispiel eines fiktiven Unternehmens. Sie können also gespannt bleiben. Abschluss der Lernvideos bilden zwei spezifischere Themen: der Zusammenhang von gewerblichen Schutzrechten (z.B. Patente) und Geschäftsmodellen sowie der von uns im Projekt entwickelte Geschäftsmodelldetektor.

Abbildung 1: Das BIEC-Geschäftsmodell-Canvas hilft, das aktuelle Geschäftsmodell zu analysieren und neue, digitale Komponenten zu strukturieren. (Quelle: Fraunhofer IAO)

Abbildung 1: Das BIEC-Geschäftsmodell-Canvas hilft, das aktuelle Geschäftsmodell zu analysieren und neue, digitale Komponenten zu strukturieren. (Quelle: Fraunhofer IAO)

Das Beste daran ist, dass Sie jetzt die Möglichkeit haben, sich überall und zu jeder Zeit mit diesem wichtigen Thema auseinanderzusetzen. Zudem haben wir die Videos in ein neuartiges Coaching-Format (»Smart Coaching«) integriert und bieten im Rahmen dessen die Möglichkeit, spezifische Fragen zu einzelnen Methoden oder Prozessschritten im direkten Austausch zu klären.

Jetzt anmelden für die »Smart Coaching« – Reihe

In der »Smart Coaching«-Reihe unterstützen wir Sie in einem ersten Workshop, bei dem wir die Grundlagen vertiefen und die nächsten Schritte besprechen. Danach kann man die MOOC-Videos in seinem eigenen Tempo durchgehen. Zwischendurch sind wir in zwei kurzen Terminen persönlich für Fragen ansprechbar.

Möchten Sie noch mehr über die Lernvideos erfahren oder haben Sie spezifische Fragen? Dann melden Sie sich für unsere »Smart Coaching«-Reihe an und entdecken Sie die Welt der digitalen Geschäftsmodellinnovation mit uns. Der Anmeldelink ist unten bei den Leselinks zu finden.

Leselinks:

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Warum die Aufstiegsqualifikation zum »Berufsspezialisten für Ladeinfrastruktursysteme in der Elektromobilität« Dich auf das nächste Level bringt https://blog.iao.fraunhofer.de/warum-die-aufstiegsqualifikation-zum-berufsspezialisten-fuer-ladeinfrastruktursysteme-in-der-elektromobilitaet-dich-auf-das-naechste-level-bringt/ https://blog.iao.fraunhofer.de/warum-die-aufstiegsqualifikation-zum-berufsspezialisten-fuer-ladeinfrastruktursysteme-in-der-elektromobilitaet-dich-auf-das-naechste-level-bringt/#respond Tue, 12 Mar 2024 13:25:38 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=12044 Hallo liebe Elektro-Profis,

habt ihr euch schon gefragt, ob die neue Aufstiegsqualifikation zum »Geprüften Berufsspezialisten für Ladeinfrastruktursysteme der Elektromobilität« (HWK Region Stuttgart/Oldenburg) etwas für euch ist? Wir haben diesen neuen Berufsabschluss für euch unter die Lupe genommen und ausgewertet. Hier sind fünf Gründe, warum diese Qualifikation nicht nur eine schlaue Investition in eure Zukunft ist, sondern auch richtig Spaß machen kann!

1. Werdet Trendsetter im Zukunftsmarkt Elektromobilität:

Mit dieser Qualifikation werdet ihr zu gefragten Expertinnen und Experten in einem Markt, der gerade richtig durchstartet. Stellt euch vor, ihr seid diejenigen, die wissen, wie man die neuesten Ladeinfrastrukturen installiert und kennt die neuen Produkte und Standards, noch bevor sie in der breiten Gesellschaft angekommen sind. Eine spannende Vorstellung? Dann ist das die Ausbildung dazu.

2. Praxis macht den Meister / die Meisterin:

Diese Qualifikation ist kein trockener Frontalunterricht. Hier lernt ihr unmittelbar durch praktische Anwendungen und könnt das Gelernte im Betrieb direkt wieder umsetzen. Theorie und Praxis gehen Hand in Hand, sodass ihr wirklich fit für den Job werdet. Praxiskompetenz ist garantiert und ihr könnt Verantwortung zu übernehmen!

3. Euer Weg, eure Geschwindigkeit – ihr bestimmt den Takt:

Jeder lernt anders, und das ist völlig okay. Ihr habt bei dieser Qualifikation die Freiheit, euren Lernweg mit für euch passenden wichtigen Modulen und Seminaren selbst zu gestalten. Startet mit dem, was euch unmittelbar hilft, euch beruflich und persönlich weiterzuentwickeln – sammelt nebenbei Credit Points und entscheidet selbst, wann der richtige Zeitpunkt ist, die gesamte Qualifikation abzuschließen und die Prüfung zu absolvieren.

4. Flexibel bleiben, berufsbegleitend lernen:

Die Mischung aus Präsenz- und Online-Unterricht sowie Selbstlernphasen ermöglicht euch, den Lernprozess flexibel zu gestalten, was insbesondere für Berufstätige vorteilhaft ist. Ob ihr also voll im Berufsleben steht oder gerade frisch aus der Ausbildung kommt – der Kurs passt sich eurem Leben an.

5. Anerkennung garantiert:

Die Abschlussbezeichnung »Geprüfte/r Berufsspezialist/-in« wird branchenweit anerkannt und im gesamten Handwerk wertgeschätzt, weil sie eine Lücke in der beruflichen Bildung schließt. Das Angebot richtet sich an alle, die a) Spezialisierung und / oder b) Aufstiegs- und Karrierechancen suchen, egal ob ihr euch später selbstständig machen wollt oder nicht. Mit diesem Titel in der Tasche habt ihr einen Expertenstatus in einem gesuchten Fachthema und gute Aussichten auf ein höheres Gehalt.

Und was müsst ihr mitbringen, um in dieser Ausbildung erfolgreich zu sein? Lust auf Neues, Teamarbeit und Begeisterung für die Technik, die unser Leben und in Deutschland in den kommenden Jahren bestimmen wird

Ist die Qualifikation interessant für euch? Danninformiert euch über das konkrete Angebot zur/m »Geprüfte/n Berufsspezialisten/-in für Ladeinfrastruktursysteme der Elektromobilität« am Elektro Technologie Zentrum Stuttgart. Den Link findet ihr direkt unter dem Artikel.

Bis bald, Eure wissenschaftliche Mitarbeiterin im Herzen der Elektromobilität

Leselinks:

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Metaworth oder Metaworse? Kollaboration und Innovation im Metaverse – das Projekt INSTANCE https://blog.iao.fraunhofer.de/metaworth-oder-metaworse-kollaboration-und-innovation-im-metaverse-das-projekt-instance/ https://blog.iao.fraunhofer.de/metaworth-oder-metaworse-kollaboration-und-innovation-im-metaverse-das-projekt-instance/#respond Thu, 07 Mar 2024 08:43:20 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=12057
Projekt INSTANCE – Immersive Industrial Innovation Ecosystems
Im Projekt INSTANCE beschäftigt sich das Fraunhofer IAO mit der Frage wie Metaverse-Technologien Menschen optimal bei der Innovationsarbeit und bei Engineering-Prozessen unterstützen können. Dazu wird eine eXtended Reality Hard- und Softwareinfrastruktur aufgebaut, die es den Mitarbeitenden und in Zukunft ihren Kundinnen und Kunden ermöglicht, immersive Kollaborationsszenarien zu entwerfen und auszuprobieren.

Das Wortspiel im Titel fasst die Fragestellungen des INSTANCE-Projekts schön plakativ zusammen, auch wenn es dem Projekt natürlich nicht vollständig gerecht wird. Mit vollem Namen heißt es INSTANCE – Immersive Industrial Innovation Ecosystems, acht der zehn Forschungsbereiche des Fraunhofer IAO sind beteiligt und wie immer geht es um die Arbeit der Zukunft mit dem Menschen im Mittelpunkt.
Unsere zentrale Forschungsfrage angesichts aktueller Entwicklungen (s. Abbildung 1) lautet: Wie können Metaverse-Technologien Menschen in Zukunft bei der Innovationsarbeit und bei Engineering-Prozessen unterstützen?

Abbildung 1: Auswahl von Metaverse-Technologien der letzten 2,5 Jahre

Abbildung 1: Auswahl von Metaverse-Technologien der letzten 2,5 Jahre

Technologische Anforderungen für menschzentrierte Anwendungen

Wir nähern uns der Beantwortung unserer Forschungsfrage (s. o.) von zwei Seiten: Da ist einerseits das »Backend«, d. h. die Software- und Netzwerkarchitektur. Beim Entwurf eines prototypischen Metaverse für angewandte Forschung und Organisation für unser Institut ergibt sich eine lange Anforderungsliste: Verwendung von offenen Standards, Open Source, Unabhängigkeit von proprietären Systemen, dezentrale Netzwerkstruktur und umfassende Datensicherheit; außerdem wollen wir uns natürlich an die Empfehlungen der EU halten. Gibt es bestehende Plattformen, die diese Kriterien erfüllen und lässt sich so etwas nachhaltig betreiben, oder ist das eine naive Vorstellung? Dass der erfolgreiche Betrieb von Metaverse-Plattformen nicht einfach ist, zeigt sich auch daran, dass Einige, auch solche von großen Betreibern, in letzter Zeit wieder eingestellt wurden oder neu aufgestellt werden (z. B. Alt Space VR, Mozilla Hubs, Third Room). Wir recherchieren, welche Plattformen unsere Anforderungen erfüllen und arbeiten auf eine Test-Implementierung hin.
Da dies einige Zeit in Anspruch nimmt, nähern wir uns andererseits gleichzeitig dem »Frontend«: Wir bauen über mehrere Institutsstandorte hinweg XR-Labore auf (bzw. erweitern bestehende Medieninfrastruktur), die zu INSTANCE-Portalen in einem verteilten Innovationsökosystem werden. Darauf aufbauend entwickeln wir Demonstratoren, die es ermöglichen, unterschiedliche Metaverse-Anwendungsszenarien auszuprobieren. Mehrere dieser Use Cases werden hier in den nächsten Wochen vorgestellt, die sich mit unterschiedlichen Handlungsfeldern aus der Innovations- und Unternehmenspraxis (Engineering, Kollaboration, Kreativität, Recruiting, Organisationskultur) befassen.

Vom Ausprobieren zum Optimieren und Skalieren

Um das Wortspiel aus der Überschrift aufzugreifen: Wir sind überzeugt, dass INSTANCE einen großen Mehrwert für Innovationsprozesse und Innovationsforschung bringen wird – auch weil wir mit wissenschaftlichem Vorgehen darauf eingestellt sind, Ideen, die wir testen und die sich als »Metaworse« herausstellen, wieder zu verwerfen oder anzupassen. Zudem haben wir am Fraunhofer IAO über mehrere Jahrzehnte Erfahrung mit der Virtuellen Realität und immersiven Technologien aufgebaut, die beispielsweise bei uns im »Immersive Participation Lab« (siehe Abbildung 2 und Leselinks) oder dem »Visual Interactive Technologies Lab« erlebbar sind. Die erprobten Konzepte für solche immersiven und erweiterten Umgebungen (Extended Realities, XR), die Potenzial haben, werden wir ausbauen und in kontrollierte Experimente überführen. Gleichzeitig arbeiten wir bereits mit ersten Unternehmen zusammen, um beispielsweise solche Anwendungen im Kontext eines virtuellen Zwillings des Fraunhofer-Forschungscampus IZS in Stuttgart zu überführen sowie Schnittstellen zu Model-based Systems Engineering (MBSE) und gängigen Engineering-Softwareplattformen zu definieren. (Siehe Leselinks: Zusammenarbeit mit Dassault Systèmes)

Unser Forschungsansatz: Vom Ausprobieren zum Evaluieren, Optimieren und Skalieren mit Unternehmen, und zwar nicht nur aus technischen Gesichtspunkten, sondern optimal für Menschen und die Prozesse dazwischen – für Kreativität, Kollaboration oder Unternehmenskultur in den virtuell erweiterten Arbeits- und Lebenswelten von morgen.

Wir freuen uns auf Kommentare! Wie werden Metaverse-Anwendungen die Arbeitswelt verändern?

Abbildung 2: Das Immersive Participation Lab am Fraunhofer IAO und geplante Schnittstellen in 2024.

Abbildung 2: Das Immersive Participation Lab am Fraunhofer IAO und geplante Schnittstellen in 2024.

Leselinks:

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Metaverse für KMU: Hype oder echte Chance für Innovationen? https://blog.iao.fraunhofer.de/metaverse-fuer-kmu-hype-oder-echte-chance-fuer-innovationen/ https://blog.iao.fraunhofer.de/metaverse-fuer-kmu-hype-oder-echte-chance-fuer-innovationen/#respond Wed, 06 Mar 2024 07:02:00 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=11955 Eine fixe Idee ist keine Innovation. Das Thema Metaverse beflügelt heute vor allem die Fantasie – aber jenseits des Hypes könnte es gerade für KMU einen wertvollen Beitrag leisten. Es bietet eine Chance, aktuelle Prozesse zu hinterfragen und neue Technologien und deren Möglichkeiten kennenzulernen.

Gerade im B2B-Kontext haben Organisationen angefangen, neue digitale Formen der Zusammenarbeit mit Kunden, Lieferanten und Talenten zu entwickeln und erste Vorteile zu erzielen. Ansätze wie Montageanleitungen mit Augmented Reality oder Abbildung von Trainingsabläufen in der virtuellen Welt bringen erste Vorteile.

Industrial Metaverse vs. Consumer Metaverse

Bisherige Metaverse-Diskussionen im B2C-Kontext sind hauptsächlich geprägt von Krypto-Technologien und immersiven 3D-Welten. Oft bleibt die Frage nach den echten Bedarfen im B2C unbeantwortet.

Im B2B-Kontext ist die Antwort klarer. Metaverse ist ein Teil der Digitalen Transformation und hat laut der CyberLänd-Studie das Potenzial, bisherige Ökosysteme miteinander zu verbinden. Aktuell werden unternehmens- und branchenübergreifende Konzepte entwickelt, um das Potenzial der Zusammenarbeit zwischen Unternehmen bzw. Organisationen in der virtuellen Welt auszuschöpfen.

Abbildung: Metaverse Wordcloud (Quelle: Eigene Darstellung)

Abbildung: Metaverse Wordcloud (Quelle: Eigene Darstellung)

15 Projektbeispiele aus Baden-Württemberg

Das Fraunhofer IAO hat im Whitepaper »Metaverse einfach machen« 15 Projektbeispiele aus Baden-Württemberg ausgewählt, die illustrieren, dass der Schritt ins Metaverse wirklichen Mehrwert bringen kann und weder kompliziert noch teuer sein muss. Manche der technischen Lösungen sind rudimentär und werden sich zukünftig weiterentwickeln. Besonders interessant sind die unterschiedlichen »Warum« der 15 Projektbeispiele. Z.B. Warum kann ein modernes Auto sich besonders gut eignen als hochwertiges Metaverse-Gerät?

Das Whitepaper wurde im Rahmen des Projektes »CyberLänd« erstellt, welches durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg gefördert wurde.

Noch mehr Projektbeispiele aus Baden-Württemberg in 2024

Spannend wird das Thema Metaverse erst, wenn Unternehmen und Organisationen zusammenarbeiten, gemeinsame Datenstandards definieren und nutzen. Hieraus können neue Geschäftsmodelle entstehen. Gerade für innovative KMU kann das Jahr 2024 ein spannendes Jahr werden. KMU können dabei von den gesammelten Erfahrungen der größeren Unternehmen sowie von Forschungseinrichtungen profitieren.

Leselinks:

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Geprüfte Berufsspezialisten: Was leisten die neuen Aufstiegsqualifikationen fürs Handwerk? https://blog.iao.fraunhofer.de/gepruefte-berufsspezialisten-was-leisten-die-neuen-aufstiegsqualifikationen-fuers-handwerk/ https://blog.iao.fraunhofer.de/gepruefte-berufsspezialisten-was-leisten-die-neuen-aufstiegsqualifikationen-fuers-handwerk/#respond Thu, 29 Feb 2024 12:26:23 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=12037 Bereits im Jahr 2020 wurden mit der Novelle des Berufsbildungsgesetz (BBiG) drei neue Fortbildungsstufen gesetzlich verankert und für die erste Stufe die »Berufsspezialisten« als eine einheitliche Abschlussbezeichnung eingeführt. Damit erhoffte man sich im Handwerk neue Chancen auf einen weiteren attraktiven beruflichen Aufstieg. Stand bisher der Meistertitel fast schon selbstverständlich für den nächsten Aufstieg nach der Gesellenprüfung, bieten nun die Berufsspezialisten mit Fokus auf spezifische Tätigkeits- bzw. Technologiefelder eine zusätzliche Fortbildungsstufe im System der Höheren Berufsbildung zwischen Berufsabschluss und Meisterausbildung. Doch wie attraktiv ist dieser Abschluss insbesondere für die Zielgruppen wirklich?

Deutschlandweit haben im vergangenen Jahr nun die ersten Bildungszentren fachspezifische Rahmenlehrpläne und Rechtsvorschriften für Fortbildungsprüfungsregelungen entwickelt und entsprechende Ordnungsverfahren angestoßen, um mit neuen Angeboten zu Berufsspezialisten die im Rahmen der Berufsausbildung erworbene berufliche Handlungsfähigkeit um neue Fertigkeiten, Kenntnisse und Fähigkeiten zu ergänzen (BBiG §53b). Aber bahnt sich damit in der Welt des Handwerks wirklich eine bedeutende Veränderung an? Wird Berufsbildung mit der neuen Gesetzgebung wie gehofft erfolgreich modernisiert und hat der Abschluss Impact für die Betriebe? Und werden damit neue junge Talente gebunden? Im Rahmen unseres aktuellen Projektes BexElektro habe ich hingeschaut und mir eine Meinung gebildet.

Erfahrungsbericht aus dem Lehrgang »Geprüfte/-r Berufsspezialist/-in für Ladeinfrastruktursysteme in der Elektromobilität«

Der/Die »Geprüfte/r Berufsspezialist/-in für Ladeinfrastruktursysteme der Elektromobilität“ (HWK Region Stuttgart) ist eine der ersten zugelassenen Fortbildungen auf der ersten Fortbildungsstufe. Diese Qualifikation wurde am Elektro Technologie Zentrum in Stuttgart entwickelt und vom Oktober 2022 bis August 2023 pilotiert. Wir haben mit Dozenten, Teilnehmenden und Geschäftsführungen der entsendenden Betriebe gesprochen.

1. Evaluation bestätigt Steigerung der Mitarbeitendenkompetenz

Die von uns durchgeführte zentrale Evaluation der Piloterprobung ergab, dass ausnahmslos alle Teilnehmenden den Nutzen der Qualifikation für ihre eigene Weiterentwicklung und ihre zukünftige Arbeitsaufgaben als sehr hoch einstufen. Ein Teilnehmer erklärte, dass die Qualifikation ihm nicht nur fachliches Know-how vermittelt habe, sondern auch in der Kommunikation mit Kunden und im Projektmanagement wesentliche Kompetenzen verlieh. Ein weiterer berichtete, dass er durch den Kurs neue Fachgebiete wie Ladekurven verschiedener Hersteller für sich entdeckt und sich auch über den Kurs hinaus dazu weitergebildet hat​. Und ein Dritter beschrieb, dass er nun als kompetenterer Projektplaner agiert, was seine Arbeit effektiver und effizienter mache. Diese Erfahrungsberichte verdeutlichen eindrucksvoll, dass die Piloteinführung nicht nur eine theoretische Erweiterung des Bildungsangebots darstellt, sondern sich konkret in der Praxis bewährt, indem sie den Teilnehmenden ermöglicht, ihr Fachwissen zu vertiefen, ihre beruflichen Fähigkeiten zu erweitern und so einen direkten Mehrwert für ihre persönliche Entwicklung und die Effizienz ihrer Arbeit zu schaffen.

2. Teilnehmende sind Early Adopters der Elektromobilität

»In der Elektromobilität gibt es aktuell eine Pionierstimmung – es ist ein neues Gebiet und man kann Live dabei sein, wenn etwas Neues entwickelt wird. Das ist so genial!« Dieses Zitat unterstreicht die Rolle der Teilnehmenden als Early Adopters in der Elektromobilität. Ihre Beteiligung in einem sich schnell entwickelnden Feld, das bisher wenig standardisiertes Wissen bot, zeigt, dass sie an der Spitze technologischer Entwicklungen stehen. Die Pionierstimmung und die Möglichkeit, live bei der Einführung neuer Technologien dabei zu sein, zeugen von ihrer aktiven und gestaltenden Rolle im Bereich der Elektromobilität, was die Teilnehmenden zu Vorreitern in diesem innovativen Feld macht. Nicht nur in Bezug auf die eigene Persönlichkeit, sondern auch für die Betriebe, die so kontinuierlich die dynamischen Entwicklungen neuer, innovative Lösungen adaptieren und anbieten können.

3. Mitarbeitendenzufriedenheit und -bindung verantworten Betriebe

Ein Interview-Partner berichtete, dass der Arbeitgeber die Teilnahme positiv bewerte und sich für das Gelernte interessierte, wobei nun sogar Meister regelmäßig nach Rat fragen würden. Ein schöner Ausdruck von Wertschätzung im Betrieb, was wiederum zur Mitarbeitendenbindung beiträgt. Die Gespräche zeigten aber auch, dass eine gute Kultur im Betrieb für junge Talente nicht hinreichend ist. Die erfolgreiche Bindung junger Talente erfordern mehr als nur die Schaffung neuer Qualifikationsmöglichkeiten auf dem Bildungsmarkt. Eine entscheidende Rolle spielen hierbei die Betriebe selbst, deren Verantwortung für die Personalentwicklung und das Potenzial, solche Qualifikationen für interne Karrierepfade zu nutzen und zu vermarkten, nicht unterschätzt werden darf. Alle – auch die kleinen – Betriebe müssen die Bedeutung dieser neuen Fortbildungsstufe erkennen und aktiv in die Weiterentwicklung ihrer Mitarbeitenden investieren. Dies umfasst insbesondere die finanzielle und zeitliche Unterstützung der Angestellten während der Fortbildungsphase. Die Integration der Berufsspezialisten in die Personalstrategie und die aktive Beteiligung an der Qualifizierung ihrer Mitarbeitenden sendet ein starkes Signal der Anerkennung und Wertschätzung, was maßgeblich zur Mitarbeitendenbindung beiträgt.

4. Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der Betriebe

Im Zuge der Evaluation wurden nach der Pilotierungsphase des Kurses auch Geschäftsführende der Kursteilnehmenden interviewt: Aus Unternehmenssicht bietet die Qualifikation eine Möglichkeit, Fachkräfte gezielt im Bereich der Elektromobilität auszubilden. Eine interviewte Geschäftsführung sieht darin einen strategischen Vorteil, um die Positionierung des eigenen Betriebs in diesem wachsenden Marktsegment zu stärken. Die Qualifikation ermöglicht es den Unternehmen, Mitarbeitende gezielt in einem zukunftsweisenden Bereich auszubilden und damit ihre Wettbewerbsfähigkeit zu steigern. Die befragten Geschäftsführenden erkennen den Wert der Spezialisierung und sehen darin eine Chance, ihr Unternehmen im Bereich der Elektromobilität zu positionieren.

Fazit: Engagement und Kommunikationsinvest bestimmen die Attraktivität

Ich komme zu dem Schluss, dass dem Elektro Technologie Zentrum Stuttgart mit dem »Geprüfte/n Berufsspezialisten/-in für Ladeinfrastruktursysteme der Elektromobilität« ein bedeutendes Angebot gelungen ist, um die berufliche Bildung im Elektro-Handwerk den aktuellen und zukünftigen Anforderungen des Elektromobilitäts-Marktes des Handwerks anzupassen. Die Qualifikation adressiert effektiv die Bedürfnisse des Handwerks, indem sie praxisnahe Kompetenzen vermittelt, die unmittelbar im Arbeitsalltag Anwendung finden. Sie bietet zudem attraktive Karrierewege und Entwicklungsmöglichkeiten in einem zukunftsträchtigen Bereich, was nicht nur zur Mitarbeitendenbindung und -zufriedenheit beiträgt, sondern auch die Wettbewerbsfähigkeit der Betriebe stärkt. Aber: Mit einer gelungenen Umsetzung des Berufsabschlusses »Berufsspezialist/-in« ist längst noch nicht die berufliche Bildung modernisiert! Es werden noch viele weitere Berufsspezialisten fürs Handwerk entwickelt und angeboten werden müssen, denen eine ebenso hohe Qualität in der Umsetzung gelingen muss. Darüber hinaus müssen Fachkräfte und Betriebe umfassend über die neuen Möglichkeiten und Vorteile der Fortbildungsstufen informiert werden. Ohne ein breites Bewusstsein und Verständnis für diese Optionen werden die Intentionen der Gesetzgebung verhallen und der notwendige Strukturwandel auf sich warten lassen.

Dieser Beitrag wurde mit Unterstützung von KI geschrieben.

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Sind Innenstädte die Kornkammern der Zukunft? https://blog.iao.fraunhofer.de/sind-innenstaedte-die-kornkammern-der-zukunft/ https://blog.iao.fraunhofer.de/sind-innenstaedte-die-kornkammern-der-zukunft/#respond Mon, 26 Feb 2024 07:24:54 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=12016 Die Fachwelt spricht seit über zehn Jahren von der Industrie 4.0 und der digitalen Transformation unserer produzierenden Industrie, aber was ist mit Kornkammern 4.0? Wir sollten anfangen, mutiger zu denken: Können Innenstädte von heute dank hyperlokaler Lebensmittelproduktion, controlled environment agriculture (CEA) und intelligenter Integration ins Stadtsystem nicht urbane Kornkammern von morgen sein?

Morituri te salutant – Die Innenstadt ist tot, lang lebe die Innenstadt.

Der vielerorts verkündete Abgesang auf die Innenstädte hat einen einfachen Grund: Ihre Funktion als Handelszentren hat sich überholt wie damals ein Nokia-Mobiltelefon zwei Jahre nach Einführung des iPhones. Und unsere Entscheider, Planer, Wirtschaftsförderer und Politik halten es wie einst Friedrich Wilhelm II. beim Fortschritt: »Ich glaube an das Pferd, das Automobil ist eine vorübergehende Erscheinung.« Wenn Innenstädte ein Produkt wären, sollten wir das Geschäftsmodell überdenken, die Nutzenden in den Fokus stellen und neue Funktionen entwickeln. Aus Sicht der angewandten Forschung ist es keine Frage, ob, sondern wie es weitergeht. Es gibt einen zeitlosen Erfolgsfaktor jeder Innenstadt – ihre Lage. Jede Innenstadt ist meist ein geografisches Zentrum, d.h. für alle Stadtbewohnerinnen und -bewohner der Ort mit der kürzesten Entfernung und besten Erreichbarkeit, mit öffentlichen Funktionen, kulturellen Einrichtungen, Freizeitangeboten uvm. In der Aufmerksamkeits-, Plattform- und Kreislaufökonomie des 21. Jahrhundert ist dies ein recht stabilisierender Faktor.

Was viele vergessen: Bis zur Industrialisierung waren die Innenstädte von Paris, London oder New York wesentliche Produktionsstätten für die städtische Versorgung – von Obst- und Gemüseanbau bis zur Viehhaltung . Historische Zehntscheuern und Kornkammern sind Zeitzeugen. Erst die Fortschritte im Transportwesen des 19. Jahrhunderts (Eisenbahn, Kühlwagen, …) und der große Zuzug Arbeitsuchender für die neu entstehenden Fabriken verlagerten die Landwirtschaft vollends vor die Tore der Stadt, mittlerweile verstreut in alle Welt von Tomatenplantagen in Südspanien, Getreidefeldern in der Ukraine bis zu Tilapiafarmen in Thailand.

Qui vivra, verra – Innenstädte und Quartiere als Kornkammern 4.0

Im Verbundforschungsprojekt »Future Public Spaces | Innenstadt 2030+« hat das Fraunhofer IAO zusammen mit Projektpartnern aus Kommunen und Wirtschaft 2021 bereits das Leitszenario #ElastiCity entwickelt. Es ist die Vision multifunktionaler und »elastischer« Innenstädte, die angesichts Verkehrswende, Klimafolgen, neuen Konsummustern und Smart-City neue Perspektiven bietet und sich tageszeitabhängig oder saisonal anpassen oder neu erfinden kann – die Innenstadt als Experimentierraum der Stadt von morgen.

Wie könnte Urban Farming in Zukunft aussehen? Ungenutzte Flächen mit hydro-/aeroponischen Anbausystemen. Quelle: Bing AI.

Wie könnte Urban Farming in Zukunft aussehen? Ungenutzte Flächen mit hydro-/aeroponischen Anbausystemen. Quelle: Bing AI.

Aktuelle Forschungserkenntnisse des Fraunhofer IAO im Rahmen der »Morgenstadt: Future District Alliance« zeigen weitere Potenziale für den Bereich der urbanen Lebensmittelversorgung auf. Ungenutzte Dachflächen, bald leerstehende Tiefgaragen oder Büroflächen können von hydro-/aeroponischen Anbausystemen oder Gewächshäusern genutzt werden. Wenige Quadratmeter Stadtraum reichen durch Nutzung von vertikalen Anbausystemen rechnerisch, um den Kalorienbedarf eines Stadtbewohners ganzjährig zu decken. Beispiele wie Stuttgarts erste vertikale Indoor-Farm »Kleinblatt« produzieren bereits über 20 Sorten Microgreens, »Mass Customization« ist dank intelligenter Steuerung problemlos möglich.

In Montréal, Kanada, gibt es bereits urbane Dachgewächshäuser mit zusammen bald mehr als 50 000m² Anbaufläche und emissionsfreier Belieferung. Potenzialanalysen zeigen, dass eine durchschnittliche Innenstadt (ohne Einschränkung der bestehenden Nutzungen) bis zum Jahr 2050 mehr als Drittel der Stadtbewohnerinnen und -bewohner versorgen könnte – gleichzeitig wird u.a. Versorgungssicherheit erhöht, Transportwege minimiert, Lebensmittelqualität verbessert, Bewusstsein für klimaneutrale Ernährung gestärkt, Boden- und Wasserbrauch anderswo reduziert, Arbeitsplätze geschaffen.

Wäre es nicht an der Zeit, mutiger und radikaler über die Innenstadt von morgen nachzudenken und zu handeln?

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Grenzen überschreiten: KI schneller, einfacher und sicherer durch Brain-Computer Interfaces trainieren https://blog.iao.fraunhofer.de/grenzen-ueberschreiten-ki-schneller-einfacher-und-sicherer-durch-brain-computer-interfaces-trainieren/ https://blog.iao.fraunhofer.de/grenzen-ueberschreiten-ki-schneller-einfacher-und-sicherer-durch-brain-computer-interfaces-trainieren/#respond Tue, 20 Feb 2024 10:49:46 +0000 https://blog.iao.fraunhofer.de/?p=12003
Feinfühlige Technik – Blogreihe des Teams »Applied Neurocognitive Systems«
Im Zeitalter von Digitalisierung und Künstlicher Intelligenz nimmt die Gestaltung der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine eine Schlüsselrolle ein. Neuroadaptive Technologien versprechen große Potenziale sowohl für die Wissenschaft als auch für die Praxis. Im NeuroLab des Fraunhofer IAO arbeiten die Wissenschaftler*innen an der Schnittstelle zwischen kognitiver Neurowissenschaft, positiver Psychologie und künstlicher Intelligenz. Unser Ziel ist es, die zunehmende Intelligenz und den steigenden Grad an Autonomie technischer Systeme konsequent auf die Fähigkeiten und Bedürfnisse des Menschen auszurichten.

Die beispiellosen Fortschritte in der Künstlichen Intelligenz (KI) haben nicht nur neue Maßstäbe in der Sprachverarbeitung, Übersetzung und Bilderkennung gesetzt. Sie eröffnen einen völlig neuen Horizont für die Mensch-Maschine-Interaktion. Wir sehen eine zunehmend symbiotische Beziehung zwischen Mensch und Maschine, eine neue Phase der Interaktion zeichnet sich ab – symbiotische Intelligenz. Man stelle sich beispielsweise Kollaborative Roboter vor, die sensibel auf die Absichten, Emotionen und Aufmerksamkeitsstufen der Benutzenden reagieren. Oder intelligente Flugzeuge und Fahrzeuge, die den Automatisierungs- und Assistenzgrad dynamisch an die aktuelle Aufmerksamkeit, die kognitive Belastung oder den affektiven Zustand des Piloten oder der Fahrerin anpassen. Dadurch werden hochgradig personalisierte und kontextbewusste, adaptiver Assistenzsysteme zur Unterstützung der Nutzerinnen und Nutzer in unterschiedlichen Situationen möglich.

Brain-Computer Interfaces (BCI) verwandeln diese Fantasie in Realität, indem sie eine direkte Schnittstelle zwischen Mensch und Technik darstellen und Robotern die Möglichkeit bieten, aus menschlichem Feedback zu lernen. Welche Auswirkungen könnten BCI-Technologien haben, wenn sie das Training von Robotersystemen durch direktes menschliches Feedback beschleunigen? Könnten Sie sich vorstellen, wie diese Technologie in Ihrem Fachbereich eingesetzt wird, um Effizienz und Personalisierung von KI-Systemen zu verbessern?

Die technologische Brücke bauen – von der Theorie zur Praxis

Durch BCI-Technologien eröffnen sich faszinierende Perspektiven, die über die traditionelle Robotik hinausgehen. Ein Beispiel wäre die Steuerung von Smart-Home-Systemen, indem BCI-Befehle zur Interaktion verwendet werden, was die Zugänglichkeit und Benutzerfreundlichkeit erhöhen würden. Diese Entwicklungen versprechen, nicht nur die Effizienz, sondern auch die Intuition in die Robotik einzuführen, einem Bereich, der traditionell von strikten Programmiercodes und Algorithmen dominiert wird. Das Training durch Reinforcement Learning (RL) ist eine gängige Methode, wobei richtiges Verhalten belohnt und falsches bestraft wird. Dieses Verfahren ist jedoch daten- und kostenintensiv und erfolgt oft isoliert von menschlicher Interaktion. Dadurch fehlt es an direktem Feedback durch die Expertinnen und Experten im Lernprozess. Wenn doch Feedback eingeholt wird, dann geschieht dies umständlich über Sprach- oder Gesteninteraktion, was Trainingssituationen unnatürlich macht und regelmäßige Unterbrechungen im Ablauf erfordert. BCIs bieten eine Lösung, indem sie direktes Feedback vom menschlichen Gehirn erfassen, wodurch eine effizientere und intuitivere Trainingsmethode ermöglicht wird. Mit der Integration von BCI-Technologien stehen wir an der Schwelle zu revolutionären Interaktionsformen zwischen Mensch und Maschine, die das Potenzial haben, unsere Vorstellung von Kooperation und intelligentem Assistenzverhalten grundlegend zu verändern.

Der Schlüssel zum Erfolg – Lernen von menschlichem Feedback durch ein BCI

Wir haben einen neuen Ansatz entwickelt, indem Feedback für RL, implizit (automatisch) durch eine BCI-Technologie abgeleitet werden kann, d. h. ohne jeglichen Mehraufwand für den Menschen. Dazu nutzt man das sog. Fehlersignal im Gehirn: eine essenzielle Ableitung von Gehirnströmen, die u. a. beim Wahrnehmen von Fehlern auftritt. Das Signal kann verwendet werden, um autonomen KI-Systemen sofort mitzuteilen, ob sie richtig oder falsch gehandelt haben. Da Menschen dazu neigen, eine allgemeine Vorstellung davon zu haben, wie bestimmte Aufgaben ausgeführt werden sollten, und gut darin sind, Vorhersagen über zukünftige Konsequenzen von Aktionen zu antizipieren, bietet das implizite BCI-Feedback ein nützliches Signal zum Trainieren von RL-Agenten. Die implizite, beiläufige Erfassung der Hirnsignale hat den Vorteil, dass die Experten und Expertinnen nicht in ihrer Tätigkeit gestört werden und trotzdem Rückmeldung geben können. Eine geeignete Methode zur Messung des impliziten Feedbacks ist die Elektroenzephalographie (EEG). Die nachfolgende Abbildung zeigt exemplarisch den interaktiven BCI-basierten Ansatz für die Zusammenarbeit zwischen einem Menschen und einem autonom agierenden System (hier: Industrieroboter). In unserem neuesten Paper mit dem Titel »Combining brain-computer interfaces with deep reinforcement learning for robot training: a feasibility study in a simulation environment« (siehe Leselinks) erforschten wir diesen Ansatz in einer realistischen 3-D-Simulationsumgebung. Dazu verglichen wir in einer empirischen Studie den impliziten BCI-gesteuerten RL-Trainingsansatz mit explizitem menschlichem Feedback. Die Ergebnisse heben das Potenzial unseres Ansatzes hervor, das Erlernen komplexer Roboteraufgaben durch ein BCI zu beschleunigen.

Vereinfachter exemplarischer Ablauf des Lernens aus menschlichem Feedback durch ein EEG-basiertes BCI. Für interessierte Lesende sei auf unser aktuelles Paper verwiesen, welches den innovativen Ansatz im Detail darstellt. © Fraunhofer IAO

Vereinfachter exemplarischer Ablauf des Lernens aus menschlichem Feedback durch ein EEG-basiertes BCI. Für interessierte Lesende sei auf unser aktuelles Paper verwiesen, welches den innovativen Ansatz im Detail darstellt. © Fraunhofer IAO

Ausblick: Wie BCI und Deep Reinforcement Learning die Robotik und weitere Branchen revolutionieren kann

Die Kombination von BCI- und KI-Technologien birgt das Versprechen einer nahtloseren, intuitiven und effizienteren Art des Robotiktrainings. Dies könnte nicht nur die Trainingszeiten verkürzen, sondern auch die Entwicklung adaptiver und empathischer Maschinen beschleunigen, die in komplexen, sich ständig ändernden Umgebungen arbeiten können. Der Ansatz adressiert effektiv zwei wichtige gesellschaftliche Herausforderungen: die Notwendigkeit menschenzentrierter Interaktion mit fortschrittlichen KI-Anwendungen und das Füllen der Lücke an skalierbaren, effektiven Interaktionsmethoden mit diesen Systemen.
Vorstellbar ist auch der Transfer in weiteren Domänen, wie der Integration von menschlichem Feedback in große Sprachmodelle (LLMs). Eine dringende Notwendigkeit für deren Akzeptanz besteht darin, die Ausrichtung auf menschliche Werte und Prinzipien sicherzustellen (sog. alignment problem). Da der Einsatz von LLMs im Alltag und in industriellen Anwendungen zunimmt, besteht die Herausforderung darin, Benutzenden Möglichkeiten zur Überwachung und Kontrolle der Genauigkeit solcher Systeme zur Verfügung zu stellen. Der implizite BCI-Ansatz ermöglicht eine präzisere Anpassung von LLMs an spezifische Aufgaben und Nutzerpräferenzen, indem er effizient individuelle Bedürfnisse und Werte berücksichtigen kann.
Aus meiner Sicht bietet sich das größte Potenzial in der Entwicklung der nächsten Generation von kognitiven Robotern, die den Menschen situationsadaptiert und individuell unterstützen, so wie ein menschlicher Assistent. Unser BCI-basierter Ansatz kann die Robotik revolutionieren mit dem Ziel »wirklich« rücksichtsvolle und einfach bedienbare Robotersysteme zu entwickeln, die eine schnellere und breitere gesellschaftliche Akzeptanz haben werden, um so dem fortschreitenden Fachkräftemangel und Demographie entgegenzuwirken. Ich bin davon überzeugt, dass durch das BCI wichtige Lernsignale für die Echtzeit-Anpassung und Personalisierung des Roboterverhaltens vermittelt werden können. Langfristig können annotierte Daten während der Interaktion effizient über das BCI gesammelt werden. Die nachträgliche, zeitaufwändige und komplexe manuelle Annotation würde damit eingespart werden. So lassen sich Belohnungsfunktionen in der Regel zunächst in der Simulation menschzentriert trainieren und danach auf reale Roboter übertragen. Dies ermöglicht einen effizienten Sim-to-Real-Transfer von Lernfunktionen, was die Interaktion verbessert und die Akzeptanz von kollaborativen Robotern fördert.

Die Vision einer Zukunft, in der Mensch und Roboter in einer symbiotischen Beziehung stehen, ist faszinierend was weitreichende Anwendungen findet. Es ist ein Schritt hin zu einer Zukunft, in der Technologie unsere menschlichen Fähigkeiten erweitert. Doch mit großem Potenzial kommt auch große Verantwortung. Es gilt, ethische Richtlinien zu entwickeln, und Standards für eine menschzentrierte Entwicklung sicherzustellen. Die Möglichkeiten sind so grenzenlos wie unsere Vorstellungskraft, und es liegt an uns, diese zum Vorteil und Wohle der Gesellschaft und des Menschen zu gestalten.

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