Dokumat 500

• › Vom Roboter gefilmte erste Testaufnahmen im Atelier / 1 Ausschnitt / Gesamtlänge ca. 3 min. [16 MB ] [link 02]
• › Vom Roboter gefilmtes Powerboat Rennen in Stralsund / 2 Ausschnitte / Gesamtlänge ca. 3 min. [14 MB ] [link 03]
• › Vom Roboter gefilmtes ART Forum in Berlin / 3 Ausschnitte / Gesamtlänge ca. 3 min. [15 MB ] [link 04]
• › Von mir gefilmter Dokumat beim Filmen / Gekürzte Fassung / Gesamtlänge ca. 3 min [14 MB ] [link 05]

Inhaltliche Beschreibung

Der Name meines Roboters ist "Dokumat 500", er leitet sich aus seiner Funktion als Dokumentationsautomat ab. Die zum Namen gehörende Zahl "500" bezeichnet auf ironische Art und Weise den Umfang seiner Fähigkeiten. Denn der Roboter gibt zwar vor Dokumentationen erstellen zu können, das Produkt seiner Bemühungen kann aber nicht den Erwartungen entsprechen, die der Zuschauer im Allgemeinen an eine Videodokumentation hat. Ein Roboter, der diese Aufgabe zur vollen Zufriedenheit lösen würde, hieße auch sicher mindestens "Dokumat 1000".

Ausgangspunkt meiner Überlegungen war, dem Video Amateur seine Sisyphus-Arbeit abzunehmen. Es ging um die Mühsal des Aufzeichnens und Schneidens ständig wiederkehrender Motive in immer ähnlichen Situationen und die Möglichkeit, diese Tätigkeit zu automatisieren. Ein ziemlich eng umrissenes Tätigkeitsfeld also, das sich zwischen Hochzeit und Hotelpool erstreckt.

Ergebnis meiner Arbeit ist allerdings ein Wahrnehmungsroboter. Die Priorität des Menschen für das Wahrnehmen, also etwas für wahr zu halten, liegt in unserer modernen Welt ganz stark im Visuellen. Wir halten etwas für wahr, wenn wir es gesehen haben. Die Medien erweitern unser Blickfeld, indem sie uns eine Bilderflut präsentieren, die die Welt spiegelt.
Wir sehnen uns danach, das eigene Leben der Vergänglichkeit zu entreißen, indem wir es in Bildern fixieren. Gleichzeitig haben wir in unserer Entwicklung bemerkt, dass wir eben vieles zunächst nicht sehen. Wir entdecken immer wieder neues und knüpfen neue Zusammenhänge, die zu unserer Weiterentwicklung beitragen. Die Perspektive Anderer hilft uns dabei. Mit diesen Sehnsüchten und Einsichten spielt Dokumat 500.
Der Roboter filmt automatisiert Zufallsaufnahmen, die uns eine andere, ungewöhnliche Sicht auf die Welt ermöglichen. Er hinterfragt die Möglichkeit eines objektiven Blicks auf das Geschehen. Er selbst ist Plattform für Experimente und seine Videos bieten Raum für Inspiration und Interpretation.

Die von mir gebaute Maschine funktioniert zwar offenbar in all jenen Situationen, für deren Einsatz sie ursprünglich bestimmt war; eine aufwändige Sensorik vermeidet beim autonomen Umherfahren sowohl den Absturz in den Hotelpool, als auch den Zusammenstoß mit dem Brautpaar.
Das Gerät nimmt Bild und Ton auf und schneidet, wie gefordert, den Videofilm direkt bei der Aufnahme.
Da sich die Elektronik des Roboters jedoch erst gar nicht die Mühe macht, Bildinhalte zu erkennen und auszuwerten, bleibt das gefilmte Ergebnis zu weiten Teilen dem Zufall überlassen. Der Bestandteil des steuernden Algorithmus, welcher selektiert, was gefilmt wird und was nicht, stützt sich einzig und allein auf die vergehende Zeit. Die Länge der Einstellungen variiert, der Code sorgt dafür, dass im fertigen Film sowohl schnell geschnittene Sequenzen, als auch elegische Phasen vorkommen. Der Rhythmus des Videos orientiert sich an den Ergebnissen allgemein verständlicher Filmsprache.

Der Roboter erkennt in der Abfolge der von ihm gefilmten Bilder keinen Zusammenhang. Der menschliche Betrachter kann aufgrund seiner Konditionierung allerdings nicht umhin, die einzelnen Einstellungen im fertigen Film zu verknüpfen. Unwillkürlich entdeckt er beim Ansehen der Videodokumentation inspirierende Sequenzen und bizarre Handlungsstränge. Wiederkehrende Bildmotive ziehen sich als roter Faden durch das Video. Durch seine Zufallssteuerung zeigt der Roboter neben Unerwartetem auch Vorhersehbares. Er komponiert seine Bilder zuweilen auf ganz herkömmliche Weise, gelegentlich weicht er von unseren Sehgewohnheiten jedoch ab. Oft scheint ihn das Hintergründige viel mehr zu interessieren als das Offensichtliche. Er lenkt die Aufmerksamkeit des Zuschauers auf Dinge, für deren Betrachtung wir uns sonst keine Zeit nehmen würden, oder auf Situationen, für deren eindringliche Beobachtung wir nicht die benötigte Dreistigkeit hätten. Er stellt Zusammenhänge her, die uns erheitern. Gelegentlich sind auch die von ihm gedrehten Videos langweilig, aber ungewöhnlich sind sie immer.

Der Roboter selbst entspricht in seinem Erscheinungsbild exakt seiner Aufgabe. Er sieht aus wie ein Videofilmer, mit Kamera und Stativ, nur dass eben der Hobbyfilmer abwesend ist. Das autonom umherfahrende Stativ erregt ein hohes Maß an Aufmerksamkeit. Sein Auftreten wird - nicht zuletzt seiner Größe wegen - fast als menschlich wahrgenommen. Sein Operieren auf Augenhöhe und die mit der Bewegung des Roboters im Raum korrespondierenden Kameraschwenks unterstreichen beim Betrachter den Eindruck, ein intelligentes Gegenüber vor sich zu haben.
Tatsächlich besteht ein großer Teil des steuernden Programms aus einem Code, der den Bewegungsabläufen des Roboters den Ausdruck eines neugierigen Wesens verschafft.
Der Lichtschalter an der Wand scheint ihn genauso zu interessieren, wie ein Gespräch zweier Personen. Dies reizt Menschen in seiner Gegenwart, sich mit ihm auseinanderzusetzen. Je nach Situation wird er als forsch empfunden, oder als unterhaltsames Gegenüber akzeptiert. Genauso unterschiedlich äußern sich die Reaktionen auf ihn.

Die Kamera selbst filmt so weitwinklig wie möglich. Zum einen ist dadurch die Wahrscheinlichkeit, etwas Spannendes im Bild zu haben, am höchsten. Zum anderen kommt die Tiefenwirkung der häufigen Kamerafahrten so voll zur Geltung. Nachdem die Kamera nur in zwei Achsen geschwenkt wird, bleibt auch der Horizont immer gerade. Dadurch ergibt sich zwangsläufig ein akzeptables Bild, denn der einzige Spielraum welcher dem Zufall beim Cadrieren der Einstellungen bleibt, ist neben dem Filmen ganz gewöhnlicher Aufnahmen, das Erstellen von Einstellungen mit kuriosen Anschnitten. Und an die haben wir uns beim Betrachten von fotografischen Aufnahmen längst gewöhnt.

Wenn die Kamera filmt, wird ein neben ihr montierter Scheinwerfer eingeschaltet. Dieser erhellt nicht nur dunkle Szenarien, sondern er fordert auch zur Interaktion mit dem Gerät auf. Wer unbedingt auf dem fertigen Video zu sehen sein möchte, produziert sich vor der Linse.
Allerdings wird der recht helle Spot in Räumen mit gedämpfter Beleuchtung auch schnell als aufdringlich empfunden. Bisweilen stellt der Roboter umstehende Personen zur Schau. Er unterstreicht ihre Anwesenheit, auch wenn sie lieber unbeobachtet blieben, und diesen unangenehmen Moment hält er dann auch noch im Film fest.

Der verwendete Camcorder zeichnet auf VHS-C Kassetten auf. Dieses Videosystem erfüllt eine wesentliche Anforderung: Die vom Roboter gefilmten Videos liegen gleich nach dem Aufnehmen in einer fertigen Fassung vor und zwar in einem Standardformat, das man mit einem herkömmlichen Abspielgerät ansehen kann. Digitales Video kommt hierfür nicht in Frage, da man es zunächst auf DVD brennen, oder auf VHS überspielen müsste. Die kompakten VHS-C Kassetten kann man aber mit einer Adapterkassette direkt in jedem VHS-Rekorder abspielen.

Das fertige Video wird in Ausstellungssituationen sofort präsentiert. Das Flightcase des Roboters dient zugleich als Podest für VHS-Player und Fernseher. Anschließend, wenn ein neues Band vorliegt, wandert das bislang in einer Schleife gezeigte in ein Archiv, welches sukzessive aufgebaut wird. Im Flightcase ist Platz für fünfundfünfzig Kassetten reserviert.

Technische Beschreibung

Die wesentlichen Bestandteile des Roboters sind die Videokamera, ein VHS-C Camcorder "Explorer" von Philips, ein robustes Videostativ der Marke SABA, und eine HAMA Videoleuchte. Gesteuert und verbunden werden diese Elemente durch zwei Metallgestelle, in denen die Mikrocontroller, die Sensorik, die Stromversorgung, die Leistungselektronik und die Antriebe untergebracht sind. Die Gestelle werden an das Stativ angeschraubt. Über Seilzüge und Kabel werden sie an Kamera, Leuchte und Schwenkkopf angeschlossen.

Die Steuerung besteht aus sechs vernetzten PICAXE Mikrocontrollern, die in BASIC programmiert wurden. Die gesamte Steuerelektronik arbeitet autark; es gibt keine Funk- oder anderweitige Verbindung zu einem Steuercomputer.

Das Interface beschränkt sich auf den An/Aus-Schalter, ein Poti, einen Set-Knopf und ein zweizeiliges LCD-Display, das neben der Anzeige des Menüs zur Ausgabe von Statusmeldungen dient.

Die Sensorik besteht aus 13 analogen Sharp GP2D12 Infrarot Entfernungsmessern. Diese arbeiten im Bereich von 10-80 cm. Sieben davon peilen schräg auf den Boden. Dadurch erkennen sie Hindernisse wie Wände, oder Abgründe. Vier der Entfernungsmesser sind so angebracht, dass sie frei schwebende Hindernisse erkennen können, wie z.B. Tischplatten. Die beiden übrigen zielen knapp über den Boden. Dadurch erkennen sie auch kleine Gegenstände, die den Weg versperren.

Bewegt wird der Roboter mit Hilfe von vier drehmomentstarken Comodrills 12V Gleichstrom Getriebemotoren. Zwei davon treiben jeweils ein Laufrad an. Die beiden anderen sind über Seilzüge mit dem Schwenkkopf verbunden. Die aktuelle Position der beiden Schwenkachsen wird über zwei Potis an die Controller rückgemeldet.

Als Stromversorgung dient ein 12V Blei-Gel Akku. Im Flightcase ist eine weitere Batterie vorhanden, so dass immer eine geladen werden kann, während die andere den Roboter betreibt. Der Akku versorgt alle Verbraucher am Roboter, also Kamera, Steuerelektronik, die Motoren und die Videoleuchte. Die Betriebsdauer mit einer Akkuladung beträgt etwa drei Stunden. Der Akku ist so untergebracht, dass er schnell und einfach gewechselt werden kann.

Die Aufnahmefunktion der Kamera wird über den ohnehin vorhandenen Remote-Anschluss durch die Microcontroller gesteuert. Alle weiteren Kamerafunktionen (Schärfe, Blende) werden automatisch geregelt.

Hardware / Software

Da die Hardware bereits in der technischen Beschreibung ausführlich beschrieben wurde, beschränke ich mich hier auf die Erläuterung der Firmware des Roboters.

In dem Roboter arbeiten sechs Programme parallel. Die beiden wichtigsten sind für die Bewegungssteuerung bzw. für die Steuerung der Videoaufnahmen zuständig. Die anderen vier übernehmen untergeordnete Aufgaben und sind nicht weiter erwähnenswert.

Der Code zur Steuerung der Videoaufnahmen arbeitet vollkommen unabhängig vom Bewegungsprogramm. Die Referenz für sein Tun findet er einzig und alleine in dem vorab eingestellten Drehverhältnis, in der vergehenden Zeit und in einem Zufallsgenerator.
Der Code ist darauf beschränkt, die Aufnahmefunktion der Kamera an- und auszuschalten. Hierfür generiert er Zufallswerte, die zwischen zwei und zwölf Sekunden liegen. Durch den Einbau einer kubischen Funktion kommen kurze Einstellungen wesentlich häufiger vor als lange. Das ist wichtig, denn ohne diese Funktion würden die kurzen Einstellungen nur sehr viel weniger Raum im fertigen Video einnehmen, da sie ja auch wesentlich schneller wieder vorbei sind. Nachdem eine Einstellung gedreht wurde, pausiert die Kamera. Die Länge der Pause ergibt sich dabei aus der Länge der gedrehten Einstellung und dem eingestellten Drehverhältnis. Um diese einfache Regel nicht zu offensichtlich zu machen, verschachtelt der Roboter jeweils eine "Filmen / Pause machen" -Sequenz mit der nachfolgenden.

Das Bewegungsprogramm hört sich komplizierter an, arbeitet aber nach einem ähnlich simplen Prinzip. Der Roboter wechselt phasenweise zwischen stehenbleiben und umherfahren. Die Möglichkeiten der Bewegung beschränken sich auf vorwärts fahren, rückwärts fahren, sowie im und gegen den Uhrzeigersinn drehen. Während er steht, kontrolliert der Roboter alle Sensoren auf mögliche Blockaden. Daraus errechnet er, welche der vier Bewegungen er ausführen kann. Ein Zufallsgenerator wählt anschließend eine der möglichen Bewegungsrichtungen aus. Abhängig davon, wie lange sich der Roboter zuvor am Stück in einer Richtung bewegt hat, ergibt sich ein weiterer Zufallswert, welcher bestimmt, ob die Kamera geschwenkt wird.
Hat er sich weit fortbewegt, so steigt die Wahrscheinlichkeit, dass die Kamera geschwenkt wird. Ist er nur kurz gefahren, sinkt diese Wahrscheinlichkeit. Soll die Kamera geschwenkt werden, so wird die Schwenkrichtung durch die bereits ermittelte nachfolgende Bewegungsrichtung festgelegt. Nach dem Schwenk verharrt der Roboter noch eine Weile (auch hier ist die Dauer von der Länge der Bewegung zuvor abhängig), anschließend fährt er los. Er vollführt diese Bewegung dann so lange, bis er entweder auf ein Hindernis stößt, oder bis ein Timeout abgelaufen ist. Dann bleibt er wieder stehen, orientiert sich neu, und das Ganze beginnt von vorne.

Beispielhaft zusammengefasst sieht ein Bewegungsablauf, der sich aus diesem Algorithmus ergibt, folgendermaßen aus: Der Roboter steht, er schwenkt nach rechts, wartet kurz, dreht sich nach rechts, schwenkt nach vorne und fährt geradeaus. Die Verbindung von Kameraschwenk und nachfolgender Bewegungsrichtung erweckt bei Betrachtern den Eindruck, der Roboter würde sich gezielt etwas ansehen und anschließend dorthin fahren, um es genauer zu beobachten.

Da das Bewegungsprogramm und der Kameracode parallel arbeiten, untereinander aber nicht kommunizieren, sind die erstellten Videos in ihrer Zufälligkeit reich an Varianten. Obwohl es während des Betriebs keine Einflussmöglichkeit auf den letztendlichen Videoschnitt gibt, entscheidet die Beschaffenheit des Raums, in dem der Roboter sich bewegt, durchaus über den Rhythmus des Videos. In großen Räumen mit wenig Menschen und glattem Boden dreht der Roboter recht klare Filme, da er in seinen Bewegungen kaum unterbrochen wird. In kleinen Räumen muss er sich öfter neu orientieren. Das Ergebnis sind häufigere Schwenks und Drehungen, sowie mehr Abwechslung in den Fahrten innerhalb einer Einstellung.