Schwarmintelligenz auf internationalem Parkett
"Jugend forscht"-Bundessieger Andreas Lang und sein Betreuer, der Medieninformatiker Marc Ritter, präsentieren vom 27. bis 29. April 2012 Forschungsergebnisse auf der Science Expo in Luxembourg
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Bereits 2011 in Luxembourg dabei: Andreas Lang (r.) und Marc Ritter (l.) demonstrieren die Anwendung der Gesichtsdetektion mittels Schwarmintelligenz dem Vorsitzenden von Jonk Fuerscher Lëtzebuerg, Carlo Hansen. Foto: Archiv/Jonk Fuerscher Lëtzebuerg
Andreas Lang und sein langjähriger Betreuer Marc Ritter von der Forschungsinitiative "sachsmedia"/"validAX" an der TU Chemnitz stellen vom 27. bis 29. April 2012 auf der Science Expo der Association of Young Scientists Luxembourg (AJSL) eine gemeinsame Forschungsarbeit zur Gesichtsdetektion mittels Partikelschwärmen der luxemburgischen Öffentlichkeit vor. Diese Veranstaltung ist das luxemburgische Pendant zum weitaus größeren deutschen Wettbewerb "Jugend forscht". Lang, ehemaliger Abiturient des Johannes-Kepler-Gymnasiums in Chemnitz und heute Informatik-Student der Universität Genf, erzielte vor zwei Jahren mit seiner so genannten "Besonderen Lernleistung" nicht nur den Bundessieg bei "Jugend forscht" im Fachbereich Informatik/Mathematik. Er überzeugte auch international und erhielt im September 2011 beim europäischen Wettbewerb für Nachwuchsforscher EUCYS 2010 einen Sonderpreis.
Gemeinsam mit Medieninformatikern der TU Chemnitz entwickelte Lang während seines Abiturs ein Verfahren zur schnellen Gesichtsdetektion mittels der so genannten Schwarmintelligenz. Wenn ein Vogel- oder Fischschwarm blitzschnell seine Richtung ändert, ohne dass die Tiere dabei zusammenstoßen, ist die Schwarmintelligenz im Spiel. "Alle Individuen befolgen dabei einige wenige einfache Regeln, die für das gesamte Kollektiv gelten", weiß Lang. Er hat nun die Schwarmintelligenz für eine besondere Anwendung nutzbar gemacht. Lang benutzte diese Schwarmintelligenz und entwickelte gemeinsam mit Medieninformatikern der TU Chemnitz im Rahmen der Initiative "sachsMedia" eine Software, mit deren Hilfe sich Gesichter auf einem Video auch dann verfolgen lassen, wenn sie sich drehen, wenden oder entfernen. Der Rechner definiert dabei bestimmte Regionen im Gesicht als einen virtuellen Schwarm, dessen Verhalten er dann zuverlässig verfolgen kann. Beim Verfahren der Partikelschwarmoptimierung werden alle Individuen des Schwarms zufällig über einem Bild, das ein Gesicht enthält, verteilt und bewegen sich ebenso. Findet ein solches Partikel eine hautfarbenähnliche Region, meldet es diesen Fund an seine Nachbarn weiter. Nach einigen Iterationszyklen häuft sich der Großteil der Partikel an der Stelle mit der größten Hautpartie. Der Ton der Hautfarbe ist dabei in mathematischer Form so definiert, dass mit diesem Verfahren auch Menschen unterschiedlicher Hautfarbe aufgefunden werden können.
Joachim Schwind, Projektverantwortlicher für "Jugend forscht" am Johannes-Kepler-Gymnasium Chemnitz, beobachtet mit großer Freude den Werdegang seines ehemaligen Schützlings: "Andreas Lang war der erste und bisher einzige Bundessieger unseres Gymnasiums bei `Jugend forscht´, seine fachliche Entwicklung hat uns alle sehr beeindruckt." Deshalb freut er sich, dass Lang weiterhin seinem Betreuer Marc Ritter in der Professur Medieninformatik die Treue hält. "Es ist sehr anzuerkennen, dass Andreas und sein Betreuer das spannende Thema Schwarmintelligenz weiter in die Welt tragen und dabei auch international Schüler für Technik und Forschungswettbewerbe begeistern", ergänzt Schwind.
Mario Steinebach
20.04.2012
