DE102012020314A1

DE102012020314A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung der Nachahmung von Verhalten

Info

Publication number: DE102012020314A1
Application number: DE201210020314
Authority: DE
Inventors: Dietmar Gude; Matthias Gude Casares
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: DE102012020314B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung der Nachahmung von Verhalten von einem oder mehreren Modellen (1) durch einen oder mehrere Anwender (2), wobei es sich jeweils um Lebewesen und/oder Maschinen handelt. Die Erfindung ermöglicht bzw. erleichtert ein Modelllernen in verschiedenen Anwendungsfeldern, wobei sie den Lernprozess beschleunigt und verbessert. Als Eingangsdaten für die Vorrichtung dienen das nachzuahmende Verhalten des Modells (1) und das nachahmende Verhalten des Anwenders (2). Die Vorrichtung besteht aus Aufzeichnungsgeräten (3) zum Aufnehmen des Verhaltens, eine Rechnereinheit (4) zur Integration dieser Daten und Wiedergabeeinheiten (5) zur Wiedergabe der entsprechenden Ergebnisse in Echtzeit. Die Rechnereinheit (4) setzt sich aus einer Speichereinheit (6), einer Steuereinheit (7) und einer Verarbeitungseinheit (8) zusammen. Die Verarbeitungseinheit (8) ist mit einem Programm zur Integration der Aufzeichnungen ausgestattet. Die Integration erfolgt nach den Gesichtspunkten der zeitlichen und räumlichen Nähe (raumzeitliche Kontiguität). Die Ergebnisse der Integration (9) sind auf den Wiedergabeeinheiten (5) für den Anwender (2) dargestellt. Die Vorrichtung ist mit Funktionalitäten ausgestattet, die es erlauben, dass Ablauf und Ergebnisse der Integration (9) entsprechend dem Lern- und Leistungsstand des Anwenders (2) einzustellen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung der Nachahmung von Verhalten gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 2.
Stand der Technik
In der verhaltenswissenschaftlich ausgerichteten Lernpsychologie werden drei Lernprinzipien differenziert, die klassische Konditionierung, die operante Konditionierung und das Lernen am Modell. Letzteres wird auch als Modelllernen, Beobachtungslernen, Nachahmungslernen oder soziales Lernen bezeichnet. Modelllernen bezieht sich auf diejenigen Lernvorgänge, die auf der Beobachtung des Verhaltens von Vorbildern oder Modellen beruhen. Dabei ist unerheblich, ob das Verhalten eines Modells unmittelbar dargestellt wird oder mittelbar, z. B. in Form von Audio- oder Videoaufzeichnungen. Weiter ist unerheblich, ob es sich bei Modell und Lernendem um Menschen, Tiere oder Maschinen handelt, für letzteres siehe z. B. EP 2 224 303 B1 .
Das Modelllernen spielt beim Erwerb einer Vielzahl von Verhaltensweisen eine zentrale Rolle. Besonders hervorzuheben sind dabei die Bereiche Kunst und Sport. Im Gesangsunterricht beispielsweise bestehen längere Phasen des Unterrichts darin, dass der Lehrer dem Schüler etwas vorsingt, was dieser dann nachzuahmen versuchen. Bislang geht man allgemein davon aus, dass sich in dieser Lernsituation der Einsatz von technischen Hilfsmitteln erübrigt. Aus einer eingehenderen Analyse der Situation kann man aber durchaus ein Verbesserungspotential ableiten. In der Regel erfolgt die Nachahmung mit einer zeitlichen Verzögerung, zunächst singt der Lehrer etwas vor, dann ahmt es der Schüler nach. Mit dieser zeitlichen Verzögerung geht einher, dass der Schüler die Gesangsvorlage des Lehrers im Gedächtnis ablegen muss, um diese gespeicherten Informationen dann zur Grundlage seines eigenen Gesangs zu machen. Deswegen werden einzelne Gesangsteile in der Regel häufig wiederholt, bis der Lehrer den Eindruck hat, dass der Schüler verstanden hat, auf was es bei der Nachahmung dieses Abschnitts ankommt.
Für die Übungszeiten ohne Lehrer stellt sich das Problem noch gravierender dar, wenn auf technische Hilfsmittel verzichtet wird. Dann ist der Schüler darauf angewiesen, dass er das Verhalten seines Lehrers im Unterricht aus dem Gedächtnis möglichst genau reproduzieren kann. Deshalb nehmen einige Lehrer für ihre Schüler Playbacks auf oder machen Audio-Aufzeichnungen der Unterrichtsstunde, die von den Schülern dann während ihrer Übungszeiten zum Nachahmen genutzt werden. Auch beim Einsatz solcher technischen Hilfsmittel wird allgemein davon ausgegangen, dass das einfache Beobachten eines Vorbildes bereits optimale Bedingungen für das Modelllernen schafft. Der Lernprozess läuft aber keineswegs so unmittelbar ab, dass das Verhalten bereits nach einem einmaligen Beobachten beherrscht wird. Stattdessen nähert sich der Schüler in einem iterativen Lernprozess durch häufiges Wiederholen dem Zielverhalten an.
Eine weitere Domäne, in der das Modelllernen eine große Rolle spielt, ist Karate. In der traditionellen Form des Karate sind Kata das wichtigste Element der Ausbildung. Bei einer Kata handelt es sich um einen festgelegten Ablauf von Verteidigungs- und Angriffstechniken, die gegenüber einem imaginären Gegner ausgeführt werden. Beim Erlernen einer Kata werden die Techniken vom Lehrer gezeigt und dann vom Schüler imitiert. Ein Problem, das sich dabei ergibt, sind mentale Rotationen und Translationen. Stellt sich der Lehrer direkt vor den Schüler, so muss der Schüler bei der Nachahmung eine Spiegelung der Seiten vornehmen: Hebt der Lehrer den rechten Arm, so ist dies vom Schüler aus betrachtet die linke Seite, und er muss diese Bewegung auf die von ihm aus gesehen rechte Seite transformieren. Der Lehrer kann die Situation erleichtern, indem er sich mit dem Rücken vor den Schüler stellt, so dass dieser die Bewegungen nicht mehr seitenverkehrt wahrnimmt. Allerdings verliert der Lehrer dann den Augenkontakt zu seinem Schüler und kann dessen Bewegungsausführung nicht mehr kontrollieren, weshalb so eine räumliche Anordnung selten praktiziert wird.
Mit dem Einsatz eines Spiegels können die Lernbedingungen verbessert werden. Beispielsweise stehen Schüler und Lehrer nebeneinander vor einem großen Spiegel und haben so wechselseitig eine gute Sicht auf die Bewegungsabläufe des anderen. Das heißt, der Schüler kann den Lehrer neben sich nachahmen und der Lehrer die Bewegungsausführung des Schülers kontrollieren und ggf. korrigieren. Dieses Prinzip kann man übrigens auch auf die Übungssituation ohne Lehrer übertragen, indem man eine Anordnung in JP 2012-080985 A adaptiert, die ursprünglich für das Tanzen entwickelt wurde. Dabei steht der Schüler ebenfalls vor einem Spiegel, in dem er sich bei der Ausführung der Bewegungen beobachten kann. Neben ihm befindet sich ein Bildschirm, auf dem die Videoaufzeichnung eines Lehrers abgespielt wird. Der Bildschirm ist so positioniert, dass der Schüler den Lehrer neben sich im Spiegel erblickt und dessen Bewegungen nachahmt.
Solche Anordnungen mit Spiegeln werden aber trotz der genannten Vorteile ebenfalls selten verwendet. Zum einen sind sie in der genannten Form recht aufwendig, zum anderen beinhalten sie aber auch grundsätzliche Probleme der menschlichen Informationsverarbeitung. Die Aufmerksamkeit des Menschen ist räumlich außerordentlich beschränkt, so dass weder der Schüler noch der Lehrer ihre beiden Bewegungsabläufe tatsächlich gleichzeitig beobachten und verarbeiten können. Vielmehr wechselt ihre Aufmerksamkeit permanent zwischen den beiden Spiegelbildern. Solche Aufmerksamkeitswechsel sind sehr anstrengend. Deshalb wird sich der Schüler nach relativ kurzer Zeit aufgrund von Ermüdung nur noch auf seinen eigenen Bewegungsablauf konzentrieren und der Lehrer ihn dann nur noch über seine akustischen Anweisungen erreichen. Ein weiterer Grund dafür, dass sich solche Anordnungen bisher noch nicht durchsetzen konnten, ist die fehlende Unterstützung bestimmter Bewegungsabläufe. So beinhalten Kata und Tanzchoreografien häufige Körperrotationen, so dass dann der Blick vom Spiegel weg auf eine andere Seite des Raums gerichtet wird und Schüler und Lehrer den Blickkontakt verlieren würden.
Zudem gibt es einige Felder, in denen das Modelllernen nur eingeschränkt oder gar nicht möglich ist, und in denen es deshalb besonders aufwendig ist, sich die entsprechenden Verhaltensweisen anzueignen. Hierzu zählt der Instrumentalunterricht. Auch hier versuchen Lehrer, die Prinzipien des Modelllernens in ihren Unterricht zu integrieren. Beim Gitarrenunterricht setzen sich Schüler und Lehrer häufig nebeneinander, so dass sie seitlich auf das Instrument des anderen blicken können. Auch im Klavierunterricht an Hochschulen wird gelegentlich eine solche Anordnung mit zwei Flügeln praktiziert. Hauptsächliches Problem ist dabei, dass die zu beobachtenden filigranen Bewegungen aus einer solchen Entfernung kaum zuverlässig wahrgenommen und nachgeahmt werden können. Im Ergebnis besteht dann das Erlernen eines Instruments überwiegend aus operanter Konditionierung, dem iterativen Lernen am Erfolg, das aufgrund der dabei erforderlichen zahlreichen Wiederholungen der Übungen eintönig und zeitaufwendig ist.
Bei der Diskussion des Modelllernens ist zu berücksichtigen, dass in den meisten Anwendungsfeldern das Ziel nicht darin besteht, das Modell möglichst exakt zu kopieren. Spätestens bei einem fortgeschrittenen Leistungsstand gilt es, auch einen eigenen Stil der Verhaltensausführung zu entwickeln. Ein prägnantes Beispiel hierfür ist der Kabarettist. Sein Ziel ist nicht die absolute Übereinstimmung mit dem Verhalten seines Modells. Stattdessen werden bestimmte charakteristische Merkmale soweit überzeichnet, dass das Publikum gerade dadurch sicher den Bezug zu der karikierten Person herstellen kann.
Ähnlich stellt sich dies bei ernsthaften Musikern dar, die mit Modelllernen alleine leicht als Kopie ihres Vorbildes wahrgenommen würden. Vielmehr gilt es, sich einerseits ein bestimmtes Repertoire an professionellen Verhaltensweisen anzueignen, aber darüber hinaus diese dann individuell abzuwandeln und weiterzuentwickeln. Man muss sich also im Verlauf des Lernprozesses in bestimmten Merkmalen vom Modell lösen, um seinen eigenen Stil und damit seine eigene Persönlichkeit herauszubilden.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass etablierte Konzepte der Ausbildung etwa in Kunst und Sport insbesondere in initialen Lernphasen auf dem Modelllernen aufbauen. Sie verzichten dabei aber bislang weitgehend auf technische Hilfsmittel und bauen auf der unmittelbaren Anleitung durch den Lehrer im Rahmen eines langjährigen Unterrichts auf. Ähnliches gilt für die Übungszeiten ohne Lehrer, bei denen die im Unterricht vermittelten Inhalte ohne eine fachliche Rückmeldung selbstständig wiederholt werden. Im Ergebnis werden außergewöhnliche Anforderungen an die Geduld und das Durchhaltevermögen der Schüler gestellt.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisches Verfahren und eine technische Vorrichtung zu schaffen, die ein Modelllernen in verschiedenen Anwendungsfeldern ermöglichen bzw. erleichtern und somit den Lernprozess beschleunigen und verbessern.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Verhalten von einem oder mehreren Modellen präsentiert und durch einen oder mehrere Anwender nachgeahmt. Für das Verfahren ist unerheblich, ob es sich bei den Modellen und den Anwendern um Lebewesen und/oder Maschinen handeln. Die Verhaltensweisen werden in Echtzeit mit Aufzeichnungsgeräten aufgenommen, von einer Rechnereinheit integriert und die Ergebnisse dieser Verarbeitung auf Wiedergabeeinheiten zurückgemeldet. Die Aufzeichnungsgeräte werden so gewählt, dass die relevanten Verhaltensdimensionen abgebildet werden können. Grundsätzlich kommt dabei ein großes Spektrum von Sensoren in Frage, in der Regel handelt es sich jedoch um konventionelle Geräte wie Kameras und Mikrofone. Im Rechner werden die Aufnahmen auf einer Speichereinheit abgelegt und mit Hilfe einer Steuereinheit auf einer Verarbeitungseinheit verarbeitet. Die Verarbeitungseinheit ist mit einem Programm zur Integration der Aufzeichnungen von Modell und Anwender ausgestattet. Dabei integriert das Programm die Aufzeichnungen unter zeitlichen und räumlichen Gesichtspunkten (raumzeitliche Kontiguität). Ein Beispiel für eine solche Form der Integration ist das Mischen der Aufzeichnungen von Modell und Anwender als halbtransparente Bildsequenzen durch Übereinanderprojektion zu einer gemeinsamen Darstellung. Durch die Integration wird verdeutlicht, ob und in welchem Umfang das Verhalten des Anwenders mit dem Verhalten des Modells übereinstimmt. Die Ergebnisse der Integration werden auf den dafür vorgesehenen Wiedergabeeinheiten dargestellt. Dabei ist es möglich, die Integration der Aufzeichnungen entsprechend dem Lern- und Leistungsstand des Anwenders einzustellen.
Das zentrale Element der Erfindung ist die Integration der Aufzeichnungen im Hinblick auf eine effektive Unterstützung des Modelllernens, wofür der Begriff raumzeitliche Kontiguität verwendet wird. Der zeitliche Aspekt beschreibt die Anforderung, dass für den Anwender die integrierte Rückmeldung des eigenen Verhaltens mit dem des Modells synchron in Echtzeit erfolgt. Der räumliche Aspekt bezieht sich auf das Konzept einer räumlich überlappenden Projektion. Insgesamt soll es damit dem Anwender ermöglicht werden, die beiden Verhaltensweisen innerhalb des Umfangs seiner Aufmerksamkeit als Einheit wahrzunehmen und zu verarbeiten. Auf dieser Grundlage kann der Anwender das Modell zeitsynchron nachahmen, das oben beschriebene Gedächtnisproblem in der herkömmlichen Nachahmungssituation entfällt. Durch die räumliche Integration kann der Anwender zudem vergleichen, inwieweit sein Verhalten bereits mit dem des Modells übereinstimmt. Zusätzlich kann die integrierte Darstellung aufgezeichnet werden, um sie dann für weitere Analysen im Unterricht zu nutzen, etwa durch eine Wiedergabe in Zeitlupe und/oder mit einer grafischen Hervorhebung von besonders relevanten Details.
Das Prinzip der raumzeitlichen Kontiguität bedeutet nicht, dass eine vollständige zeitliche und räumliche Synchronität bzw. Überlappung der Aufnahmen vorliegen muss. So wird zu Beginn des Lernprozesses, wenn man den prinzipiellen Bewegungsablauf kennenlernen muss, das Modell erst einmal einen Teil dieses Ablaufs vormachen, bevor der Anwender ihn nachahmt. Wenn der Ablauf dann klar geworden ist, kann sich der Anwender „an die Fersen” des Modells heften und zunehmend synchroner agieren. Auch räumlich können die beiden Ansichten durchaus innerhalb der Grenzen der menschlichen Informationsverarbeitung nebeneinander oder übereinander dargestellt werden, solange dadurch nicht ein belastender permanenter Aufmerksamkeitswechsel erforderlich wird. Um diesen Gestaltungsspielraum deutlich zu machen, wird der psychologische Fachbegriff der Kontiguität als der raumzeitlichen Nähe zweier Ereignisse verwendet.
Eine entsprechende Vorrichtung, die die Nachahmung von Verhalten ermöglicht und erleichtert, basiert aus dem nachzuahmenden Verhalten des Modells und dem nachahmenden Verhalten des Anwenders. Für das dargebotene Verhalten stehen Aufzeichnungsgeräte, eine Rechnereinheit zum Verarbeiten dieser Daten sowie Wiedergabeeinheiten zur Rückmeldung der entsprechenden Ergebnisse in Echtzeit zur Verfügung. Die Rechnereinheit besteht aus einer Steuereinheit, einer Speichereinheit und einer Verarbeitungseinheit. Die Verarbeitungseinheit ist mit einem Programm zur zeitlichen und räumlichen Integration der Aufzeichnungen ausgestattet, dessen Ergebnisse auf dafür vorgesehenen Wiedergabeeinheiten dargestellt sind.
Ein wichtiges Element sind zudem Funktionalitäten, die die Integration der Aufzeichnungen entsprechend dem Lern- und Leistungsstand des Anwenders einzustellen erlauben. Die integrierte Darstellung ist nicht in allen Phasen des Lernens zielführend, stattdessen gibt es Abschnitte, in denen nur das Modell bzw. nur der Anwender wiedergegeben werden sollte. Zu Beginn des Lernprozesses ist die Wahrnehmung des Modells primär, denn der Anwender muss erst einmal verstehen, welche Verhaltensweise nachzuahmen ist. Eine integrierte Darstellung kann diese Wahrnehmung beeinträchtigen. Gegen Ende des Lernprozesses wird für den Anwender die eigene Verhaltensweise primär, wenn er sich vom Modell „emanzipieren” und seinen eigenen Stil entwickeln möchte. Dann sollte sich die Darstellung auf die Rückmeldung über die von ihm selbst ausgeführte Bewegung beschränken. Dabei ist noch zu berücksichtigen, dass der Lernprozess nicht linear verläuft, sondern dass sich Phasen mit geringerem und höherem Leistungsvermögen beständig abwechseln. Deshalb sollte die Integration der Darstellungen von Modell und Anwender flexibel an den jeweiligen Lern- und Leistungsstand des Anwenders angepasst werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich auch für Situationen mit mehreren Modellen und/oder mehreren Anwendern nutzen. Ein Anwendungsbeispiel ist Karate, wenn mehrere Schüler gleichzeitig eine Kata erlernen. Dann würde man für die Anwender deren Aufnahmen mit der des Lehrers jeweils paarweise überlagern.
Ein weiterer Anwendungsfall eines solchen Systems ist die Homogenisierung von Verhalten. Dabei wird das Ziel verfolgt, das Verhalten von Gruppen unter zeitlichen und räumlichen Gesichtspunkten zu vereinheitlichen. So ist ein wesentliches Leistungsmerkmal einer von einer Gruppe ausgeführten Kata eine möglichst einheitliche und synchrone Ausführung der Bewegungen. Darüber hinaus gibt es im Bereich des Gesangs Knabenchöre, deren „Markenzeichen” ihr besonders homogener Klang ist. In diesen Fällen kann man das Verhalten von zwei oder mehr Karateka bzw. Sängern aufzeichnen und überlagern, damit diese wechselseitig ihr Verhalten einander angleichen.
Diese Beispiele machen zudem deutlich, dass das Modell nicht immer die Rolle des Lehrers übernimmt, sondern auch ein Mitglied einer Trainingsgruppe oder eines Musikensembles sein kann. Im Falle der Homogenisierung löst sich sogar die Differenzierung von Modell und Anwender auf, alle Beteiligten zielen darauf ab, ihr Verhalten mit dem der anderen in Übereinstimmung zu bringen.
Und schließlich gibt es Anwendungsfälle, in denen mehrere Modelle gleichzeitig agieren. Ein Beispiel ist mehrstimmige Instrumentalmusik. In der Unterrichtssituation wird dann jede Stimme durch ein Modell präsentiert, mit jeweils einem oder mehreren Anwendern. Die Aufzeichnungen für jeden Anwender werden dann mit denen für das entsprechende Modell integriert.
Die integrierte Verhaltensdarbietung ist für den Anwender essentiell, kann aber auch für das Modell sehr hilfreich sein. In vielen Anwendungsfeldern ist das Modell zugleich der Lehrer. Dieser sollte dann die Möglichkeit haben, die Bewegungsausführung des Schülers zu kontrollieren und seinen Unterricht entsprechend auszurichten. Deshalb sollte unter diesen Bedingungen auch das Modell das Verhalten des Anwenders und die Integration mit seinem eigenen Verhalten zurückgemeldet bekommen. Sind Modell und Lehrer nicht identisch, wie in dem oben dargestellten Anwendungsfall der Homogenisierung des Verhaltens, sind zusätzliche Wiedergabeeinheiten für den Lehrer vorzusehen.
Bislang wurde von der Unterrichtssituation ausgegangen, in der das Modell anwesend ist und das nachzuahmende Verhalten unmittelbar darbietet. Die beschriebene Vorrichtung kann aber mit leichten Veränderungen an die Übungssituation angepasst werden, bei der das Modell nicht anwesend ist. Dann kann stattdessen eine Aufzeichnung seines Verhaltens verwendet werden. Sofern diese Aufzeichnung mit der Rechnereinheit und seinen Komponenten kompatibel ist, wird sie auf dessen Speichereinheit abgelegt sein. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Aufnahme auf einer geeigneten Wiedergabeeinheit, beispielsweise auf einem Bildschirm, vor den für das Modell vorgesehenen Aufzeichnungsgeräten abzuspielen.
Die Aufzeichnung des Verhaltens ist vorzugsweise in einer realitätsnahen Form vorzunehmen, um auf diese Weise die Nachahmung zu erleichtern. Die für die visuelle und auditive Wahrnehmung erforderlichen Daten werden hierbei hervorgehoben, weil sie für die Nachahmung von besonderer Bedeutung sind, andere Sinneskanäle wie die haptische Wahrnehmung kommen aber ebenfalls grundsätzlich in Frage. Die visuelle und die auditive Wahrnehmung sind in der Lage, räumliche Informationen zu verarbeiten, so dass sie idealerweise auch von den Aufzeichnungsgeräten eingefangen werden.
Bei der Frage der aufzunehmenden Informationen ist zudem zu berücksichtigen, dass auch nicht unmittelbar Sichtbares für den Lernerfolg entscheidend sein kann. Wäre es beispielsweise möglich, die Bewegungen des Kehlkopfes ohne Beeinträchtigung von Lehrer und Schüler in Echtzeit zu visualisieren, könnte dies eine wesentliche zusätzliche Informationsquelle für das Modelllernen bei der Gesangsausbildung sein. Für die Zukunft ist zudem nicht auszuschließen, dass Aufzeichnungen der begleitenden Gehirnaktivitäten für den Anwender von Nutzen sein können.
Die Wiedergabe des Verhaltens sollte in der Regel ebenfalls in einer realitätsnahen Form erfolgen. Die visuelle und auditive Wahrnehmung sind hierbei wieder von besonderer Bedeutung, wobei die entsprechenden Daten idealerweise von den Wiedergabeeinheiten in dreidimensionaler Form dargestellt werden. Grundsätzlich kann die Realitätsnähe der Reproduktion durch Ansprechen anderer Sinneskanäle, z. B. der Haptik, weiter gesteigert werden. Allerdings ist die Realisierung solcher Systeme bislang noch mit einem großen technischen Aufwand verbunden.
Zudem können konkrete durch abstrakte Darstellungsformen ergänzt werden. Beim Gesang wären dies beispielsweise vergleichende integrierte Darstellungen der Tonfrequenzen und/oder -amplituden von Modell und Anwender in Echtzeit.
Und schließlich gilt es, durch eine geeignete Wiedergabe mentale Transformationen wie Translationen und Rotationen zu vermeiden. Ein Beispiel für dieses Problem wurde oben im Zusammenhang mit Karate diskutiert. Wenn der Lehrer sich frontal vor den Schüler stellt, muss der Schüler bei der Nachahmung eine Spiegelung der Seiten vornehmen, etwa indem er eine Bewegung des Lehrers auf dessen rechter Körperseite auf seine eigene rechte Körperhälfte transformiert. Zu der Frage der Vermeidung von mentalen Transformationen sei noch angemerkt, dass sie in einzelnen Gegenstandsbereichen von geringer oder untergeordneter Bedeutung ist, und zwar wenn die Bewegungen weitgehend achsensymmetrisch sind, wie etwa beim Gesang.
Wenn die nachzuahmende Verhaltenssequenz großräumige Ganzkörperbewegungen beinhaltet, wie dies beispielsweise bei einer Kata der Fall ist, müssen die Ein- und Ausgabeelemente entsprechend nachgeführt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass mehrere solcher Systeme im Raum verteilt installiert sind, und je nach Position und Orientierung von Modell und Anwender zwischen diesen Systemen hin- und hergeschaltet wird.
Zentrales Element der Erfindung ist die geeignete Integration der Darstellung des Verhaltens von Modell und Anwender, unter zeitlichen und räumlichen Gesichtspunkten. In den meisten Anwendungsgebieten kommt es darauf an, dass der zeitliche Ablauf der Bewegungen sicher reproduziert werden kann, etwa beim Gesang. Darüber hinaus ist die zeitliche Kontiguität insbesondere in frühen Phasen des Lernens für die Entlastung des Gedächtnisses wichtig, je größer das Intervall zwischen Vorführen und Nachahmen, desto höher sind die entsprechenden Anforderungen. Der Lehrer kann dem Schüler die Nachahmung erleichtern, indem er die Bewegungen zunächst ganz langsam vorführt, so dass der Schüler sie fast ohne Zeitverzögerung und damit einhergehender Gedächtnisbelastung nachmachen kann. Mit wachsendem Übungsgrad wird der Lehrer dann die Geschwindigkeit erhöhen, da der Bewegungsablauf für den Schüler nicht mehr vollkommen neu ist und er schon einige Elemente aus dem Gedächtnis abrufen kann. In einem technischen System zur Unterstützung des Modelllernens müssen also die Verhaltensweisen von Modell und Anwender synchron wiedergegeben werden. In einigen Anwendungsfeldern, z. B. im Instrumentalunterricht, können zusätzlich durch eine entsprechende Software zeitliche Abweichungen ermittelt und besonders hervorgehoben werden.
Im zweiten Aspekt der raumzeitlichen Kontiguität geht es darum, räumliche Abweichungen der beiden Verhaltensweisen deutlich darzustellen. Eine mögliche Form der Realisierung besteht darin, dass die Aufzeichnungen von Modell und Anwender als halbtransparente Darstellungen übereinander projiziert werden. Damit besteht zugleich die Möglichkeit, einfach zwischen einer integrierten und einer nicht-integrierten Darstellung hin- und herzuschalten, indem man die Transparenz der Aufzeichnungen entsprechend variiert.
Eine solche Übereinanderprojektion kann mit technischen Mitteln weiter optimiert werden. So kann man bestimmte Bewegungsmerkmale, die für die Nachahmung nicht von Bedeutung sind, ausfiltern. Beim Gesang wären das beispielsweise Translationen des Kopfes. Eine entsprechende Filterung kann mit speziellen Programmen zur Mustererkennung realisiert werden. Im Ergebnis würde damit zugleich die Bewegungsfreiheit von Modell und Anwender während des Lernprozesses verbessert. Eine weitere technische Option zur Verbesserung der Wiedergabe ist die Vergrößerung der Darstellung. Dies ist besonders wichtig für den Instrumentalunterricht, beispielsweise das Klavierspielen. Hier kommt es darauf an, dass mit entsprechend vergrößert wiedergegebenen Aufzeichnungen auch feine Fingerbewegungen auf der Klaviatur und deren Abweichungen von denen des Modells nachvollzogen werden können. Und schließlich können mit einer entsprechenden Software räumliche Abweichungen ermittelt und besonders hervorgehoben werden.
Allerdings wurde bereits deutlich gemacht, dass eine perfekte Überlappung der Aufzeichnungen nicht unbedingt erforderlich und auch nicht immer sinnvoll ist. Eine gewisse Separierung ist unkritisch, solange beide Informationen noch im Aufmerksamkeitsbereich des Anwenders liegen, er also nicht permanent ermüdende Aufmerksamkeitswechsel ausführen muss. Sinnvoll kann eine Separierung dann sein, wenn das dargestellte Verhalten Nuancen beinhaltet, die bei einer Übereinanderprojektion nicht mehr wahrgenommen werden könnten.
Eine für die Aufmerksamkeit unkritische Separierung ist die farbliche oder grafische Kodierung. So kann die Aufnahme des Modells in der einen Farbe und die Aufnahme des Anwenders in einer anderen wiedergegeben werden.
Eine zweite Option ist die Separierung im Raum, also horizontal, vertikal und in der Tiefe. Eine solche Separierung können Modell und Anwender bereits ohne technische Hilfsmittel realisieren, indem sie sich relativ zueinander entsprechend bewegen. Als Beispiel für eine Lösung mit technischer Unterstützung kann das Klavierspielen angeführt werden, indem die beiden Aufnahmen vertikal separiert projiziert werden, also etwa die Aufnahme des Modells oberhalb der des Anwenders. Damit sind die Finger des Modells deutlicher zu erkennen, was insbesondere in frühen Lernphasen für den Anwender wichtig ist. Man sollte sich allerdings bewusst sein, dass mit einer solchen Anordnung zugleich eine mentale Translation erforderlich wird, die die Informationsverarbeitung belastet.
Eine dritte Option ist die scheinbare (virtuelle) Separierung im Raum. So kann das obige Beispiel einer Farbkodierung mit einer anaglyphen Projektion kombiniert werden. Trägt man eine entsprechende Folienbrille, erfolgt zusätzlich eine visuelle Trennung in zwei Darstellungen für das rechte bzw. linke Auge. Mit anderen 3D-Projektionssystemen lässt sich dieser Effekt noch verstärken, beispielsweise bei Verwendung von Stereokameras und autostereoskopischen Bildschirmen.
Man kann in einer vereinfachten Form das System bestehend aus Aufzeichnungsgeräten, Rechnereinheit und Wiedergabeeinheiten auch mit Spiegeln kombinieren oder diese sogar durch geeignete Spiegel ersetzen. Damit sind allerdings einige Einschränkungen in der Funktionalität verbunden. Näheres hierzu findet sich im folgenden Abschnitt.
Ausführungsbeispiele
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
1 – Schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Unterrichtssituation.
2 – Schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Übungssituation.
3 – Prinzipieller Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem halbdurchlässigen Spiegel für die Unterrichtssituation.
4 – Prinzipieller Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Spiegeln zur Korrektur der Seitenvertauschung für die Unterrichtssituation.
5 – Prinzipieller Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Unterrichtssituation im Anwendungsbereich Klavierspielen.
6 – Prinzipieller Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Unterrichtssituation im Anwendungsbereich Karate.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Unterrichtssituation. Das System beinhaltet ein nachzuahmendes Modell (1) und einen nachahmenden Anwender (2). Das Verhalten wird in Echtzeit mit Aufzeichnungsgeräten (3, 3'), z. B. Kameras, aufgenommen, in einer Rechnereinheit (4) integriert und die Ergebnisse auf Wiedergabeeinheiten (5, 5'), z. B. Bildschirmen, zurückgemeldet. Die Rechnereinheit (4) setzt sich dabei aus einer Speichereinheit (6), einer Steuereinheit (7) und einer Verarbeitungseinheit (8) zusammen. Die Verarbeitungseinheit (8) ist mit einem Programm zur Integration der Aufzeichnungen ausgestattet. Die Integration erfolgt nach den Gesichtspunkten der zeitlichen und räumlichen Nähe (raumzeitliche Kontiguität). In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird davon ausgegangen, dass Ansichten von Modell (1) und Anwender (2) in Echtzeit in Form von überlappenden halbtransparenten Bildern integriert werden. Die Ergebnisse der Integration (9) werden auf der Wiedergabeeinheit (5) für den Anwender (2) dargestellt. Damit soll er in die Lage versetzt werden, die Übereinstimmung von seinem Verhalten mit dem des Modells (1) beurteilen zu können. Zudem ist das System mit Funktionalitäten ausgestattet, mit denen der Ablauf und die Ergebnisse der Integration (9) entsprechend dem Lern- und Leistungsstand des Anwenders (2) eingestellt werden können.
Ergänzend ist die Anordnung in 1 mit einer Wiedergabeeinheit (5') für das Modell (1) ausgestattet, auf der ebenfalls die Ergebnisse der Integration (9') – ggf. in einer für das Modell (1) angepassten Form – gezeigt werden. Die Rückmeldung für das Modell (1) ist ein optionales Element, für Lernzwecke wird sie aber als zusätzliche Unterstützung angesehen. Ist das Modell (1) ein Lehrer, kann er die Leistung des Schülers unmittelbar einschätzen und ggf. korrigierend eingreifen. Um dies optimal zu unterstützen, sollte sich die Integration der Daten (9') ggf. von der für den Anwender (2) unterscheiden, indem z. B. die Darstellung des Anwenders (2) besonders hervorgehoben wird.
In verschiedenen Anwendungsbereichen ist neben dem Bild auch der Ton relevant, etwa bei Gesang oder Schauspiel. Wenn sich Modell (1) und Anwender (2) in verschiedenen Räumen aufhalten, wird das System entsprechend um Komponenten zur Tonaufzeichnung, z. B. Mikrofon, und Tonwiedergabe, z. B. Lautsprecher, ergänzt. Dies gilt auch für den Fall, dass man die Ergebnisse der Integration (9, 9') aufnehmen und später wiedergeben will, um sie eingehender zu analysieren.
In dem Beispiel wird davon ausgegangen, dass eine überlappende Darstellung der beiden Aufnahmen (9, 9') in Echtzeit realisiert wird. Um eine möglichst realitätsnahe Nachahmungssituation zu erzeugen, können Aufzeichnung (3, 3') und Wiedergabe (5, 5') in 3D erfolgen. Beispielsweise kann man hierzu Stereokameras bzw. Stereobildschirme einsetzen, vorzugsweise autostereoskopische Bildschirme.
Das Ergebnis der Integration (9) sollte auf den Lern- und Leistungsstand des Anwenders (2) zugeschnitten sein. So ist es z. B. in den frühen Lernphasen sinnvoll, wenn der Anwender (2) das Modell (1) separat wahrnehmen kann. Eine solche zeitweilige Separierung der Überlappung kann im Ausführungsbeispiel durch Translationsbewegungen von Modell (1) und/oder Anwender (2) erzeugt werden, sofern diese vom Programm zur Integration des aufgezeichneten Verhaltens ungefiltert weiterverarbeitet werden.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Übungssituation dargestellt, in der also das Modell (1) nicht real anwesend ist. Das Unterrichtssystem in 1 kann man auf zwei Wegen an diese Anwendungssituation adaptieren. Eine Möglichkeit besteht darin, dass man das Modell (1) durch eine zusätzliche Wiedergabeeinheit (5) ersetzt, die eine Aufnahme des Modells (1) zeigt, die von dem Aufzeichnungsgerät (3') aufgenommen wird. In 2 ist eine zweite Möglichkeit dargestellt, die die technische Anordnung vereinfacht, indem auf das Aufzeichnungsgerät (3') und die Wiedergabeeinheit (5') für das Modell (1) verzichtet wird. Stattdessen wird eine Aufnahme des Modells (1) in der Speichereinheit (6) der Rechnereinheit (4) abgelegt und von der Verarbeitungseinheit (8) mit den Daten des Anwenders (2) integriert.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele dargestellt werden, die auf einen minimalen Technikeinsatz abzielen, womit dann zugleich funktionale Einschränkungen verbunden sind. Es kann aber gezeigt werden, dass diese Einschränkungen in bestimmten Gegenstandsbereichen durchaus akzeptabel sein können.
Eine solche Anordnung für die Unterrichtssituation ist in 3 dargestellt: Modell (1) und Anwender (2) stehen sich gegenüber. Zwischen ihnen befindet sich ein halbdurchlässiger Spiegel (10) – auch Spionspiegel genannt. Wenn sich Modell (1) und Anwender (2) entsprechend positionieren, können beide ihre Abbildungen auf dem halbdurchlässigen Spiegel (10) zur Deckung bringen. Sowohl der Anwender (2) als auch das Modell (1) sehen die überlappende Darstellung (9, 9'). Der halbdurchlässige Spiegel (10) dient damit zur Aufzeichnung, Integration und Wiedergabe des Verhaltens.
Eine solche Anordnung hat den Nachteil, dass die Darstellung von Modell (1) und Anwender (2) seitenverkehrt ist. In bestimmten Anwendungsbereichen, in denen das Verhalten spiegelsymmetrisch ist, stellt dies kein größeres Problem dar, etwa beim Gesang. Für Fälle, in denen diese Seitenvertauschung stört, kann man das Problem durch Einsatz von zwei zusätzlichen Spiegeln (11, 11') lösen, siehe 4. Diese stehen frontal vor dem Modell (1) bzw. dem Anwender (2). Der halbdurchlässige Spiegel (10) weist dann einen Winkel von 45° auf und das Modell (1) steht seitlich vom Anwender (2).
Analoge Anordnungen kann man für die Übungssituation realisieren. Wenn das Modell (1) nicht real präsent ist, kann dessen Verhalten über eine Wiedergabeeinheit (5) projiziert werden, die statt des Modells (1) vor dem halbdurchlässigen Spiegel (10) aufgestellt wird.
Diese spiegelbasierten Anordnungen haben verschiedene Vorteile, wie die gute visuelle Wiedergabequalität und die kostengünstige Realisierung auch großer Wiedergabeflächen, die die Nachahmung erleichtern. Andererseits bestehen auch Probleme. Die angesprochene Seitenvertauschung von Modell (1) und Anwender (2) wurde zwar durch zwei weitere Spiegel (11, 11') gelöst. Eine andere Einschränkung ist jedoch, dass die Wahrnehmbarkeit der Überlagerung der Ansichten (9, 9') von Modell (1) und Anwender (2) wesentlich von den Lichtverhältnissen im Raum abhängt. Deshalb sollte die Vorrichtung noch um dimmbare Beleuchtungseinrichtungen an beiden Seiten des halbdurchlässigen Spiegels (10) ergänzt werden. Ein weiteres Problemfeld besteht darin, dass die Personen selbst für eine ausreichend gute raumzeitliche Überlappung (9, 9') sorgen müssen, durch eine entsprechende Positionierung und Körperhaltung. Dies ist z. B. dann schwierig, wenn ein Erwachsener ein Kind unterrichtet. Und schließlich braucht man für die Aufzeichnung und die Wiedergabe des Unterrichts zusätzlich ein passendes technisches System, beispielsweise bestehend aus Kamera und Mikrofon sowie Bildschirm und Lautsprecher.
Im nächsten Ausführungsbeispiel in 5 wird auf das Klavierspielen eingegangen. Wie bereits oben beschrieben, können die Prinzipien des Modelllernens im Instrumentalunterricht und besonders im Klavierunterricht nur mit großen Einschränkungen angewandt werden. Nebeneinander aufgestellte Instrumente erlauben zwar, dass Schüler und Lehrer sich wechselseitig durch einen Blick zur Seite beobachten. Allerdings ist relativ zu den feinen Bewegungen beim Spielen des Instruments die Entfernung zwischen Schüler und Lehrer zu groß, um das Verhalten hinreichend genau wahrnehmen zu können. Meist arbeitet der Lehrer deshalb mit sprachlichen Instruktionen und spielt kurze Abschnitte vor, die vom Schüler dann aus dem Gedächtnis nachspielt werden sollen. Insgesamt basiert das Lernen dann auf der operanten Konditionierung, dem Lernen am Erfolg, das wesentlich zeitaufwändiger ist als das Modelllernen.
Im Folgenden wird am Beispiel des Klavierspielens gezeigt, wie man die Erfindung im Instrumentalunterricht einsetzen kann, um auch in diesem Bereich ein Modelllernen zu ermöglichen. Bei einem Einsatz am Klavier kommt es vor allem darauf an, dass vom Schüler die Fingerbewegungen des Lehrers auf der Klaviatur nachvollzogen werden können. Entsprechend wird in 5 davon ausgegangen, dass zwei Klaviere vorhanden sind. Beide sind mit mindestens einem Bildaufzeichnungsgerät (13, 13') ausgestattet, um die jeweiligen Hand- und Fingerbewegungen aufzunehmen. Je nach den verwendeten Objektiven sollten es aber mehrere sein, wenn man die gesamte Klaviatur mit einer für das Modelllernen hinreichend Genauigkeit aufnehmen möchte, in 5 wird von zwei Bildaufzeichnungsgeräten (13, 13') für die linke bzw. rechte Hand ausgegangen. Die entsprechend integrierten Aufnahmen (9, 9') werden auf Bildwiedergabegeräten (15, 15') zurückgemeldet, und zwar in einer solchen Vergrößerung, bei der auch feine Bewegungen des Modells (1) und des Anwenders (2) erkannt werden können. Für eine spätere Analyse der Daten sind zudem Tonaufzeichnungsgeräte (14, 14') und Tonwiedergabegeräte (16, 16') vorgesehen. Im Übungsbetrieb kann man statt der Aufnahme des Modells (1) in Echtzeit eine Aufzeichnung aus der Speichereinheit (6) der Rechnereinheit (4) abrufen.
Diese Anordnung kann unter verschiedenen Gesichtspunkten modifiziert werden. So hat man auf einigen E-Pianos die Möglichkeit, die Klaviatur in zwei gleiche Bereiche zu unterteilen (Twin-Piano). Unter solchen Bedingungen würde man bereits mit einem Instrument auskommen, die technische Anordnung wäre dann weniger aufwändig. Als zweite vereinfachende Modifikation könnte man auf die Aufzeichnung des Verhaltens des Anwenders (2) verzichten und stattdessen die Aufnahme des Modells (1) direkt auf die Hände des Anwenders (2) projizieren. Damit wäre aber zugleich z. B. der Nachteil verbunden, dass man dann keinen Vergrößerungseffekt mehr hätte, mit dem die feinen Bewegungen sichtbar gemacht werden.
Abschließend wird ein Anwendungsfeld diskutiert, bei dem räumlich ausgreifende Bewegungsabläufe vermittelt werden sollen. Als Beispiel dient dabei Karate, mit der Ausführung einer fortgeschrittenen Kata, siehe 6.
In einer ersten Annäherung kann man diese Situation dahingehend charakterisieren, dass das Modell (1) und der Anwender (2) auf der x- und der y-Achse längere Distanzen im Raum zurücklegen, kombiniert mit Körperdrehungen und/oder Kopfdrehungen um die z-Achse. Unter technischen Gesichtspunkten kann man die Fragestellung dahingehend reduzieren, dass als Aufzeichnungsgeräte (3, 3') zunächst einmal nur Bildaufzeichnungsgeräte (13, 13') und als Wiedergabeeinheiten (5, 5') nur Bildwiedergabegeräte (15, 15') betrachtet werden. Mit dieser technischen Ausstattung sollte (a) der Anwender (2) – in Anlehnung an das Ausführungsbeispiel in 1 – in die Lage versetzt werden, sich selbst permanent wie in einem Spiegel betrachten können, (b) das Modell (1) aus der gleichen Perspektive aufgenommen werden und (c) beide Ansichten für den Anwender (2) und ggf. das Modell (1) zu einer Ansicht integriert zurückgemeldet werden.
Das Kriterium (a) bedeutet, dass Bildaufzeichnungsgerät (13) und Wiedergabeeinheit (15) für den Anwender (2) unablässig automatisch mit seinem Blick mitschwenken müssen: Wenn der Anwender (2) nach links blickt, sieht er seine linke Schulter, wenn er sich um 180° dreht, sollte er sich immer noch von vorne sehen, u. s. w. Man benötigt also zusätzlich ein System für die Blickerfassung (17). Bei den genannten Einschränkungen der Bewegungen in den Raumachsen würde es ausreichen, wenn das Bildaufzeichnungsgerät (13) und die Wiedergabeeinheit (15) als eine integrierte Baugruppe z. B. auf einer kreisförmigen Führung (18) um den Anwender (2) herumfahren könnten. Diese Baugruppe sollte sich noch um ihre eigene Achse drehen können, was dann von besonderer Bedeutung ist, wenn der Anwender (2) nicht radial nach außen sieht.
Für die Realisierung der Kriterien (b) und (c) ist es erforderlich, dass das Modell (1) in Echtzeit aus der gleichen Perspektive aufgenommen wird, um die beiden Aufzeichnungen entsprechend für den Anwender (2) integrieren zu können. Das heißt, auch für das Modell (1) sollte eine Kombination aus Bildaufzeichnungsgerät (13') und Wiedergabeeinheit (15') vorhanden sein, die auf einer kreisförmigen Bahn (18') frei um das Modell (1) bewegt werden kann. Und schließlich wird eine datenintegrierende Rechnereinheit (4) mit den genannten Standardkomponenten benötigt.
Diese Vorrichtung ist noch zu ergänzen, wenn man einen weiteren wichtigen Aspekt der Körperbewegungen bei einer Kata berücksichtigt, und zwar Kopfrotationen und/oder Blickbewegungen nach oben bzw. unten, also in der y-Achse. Dann würde der Anwender (2) die Wiedergabeeinheit (15) und damit das ihn unterstützende Modell (1) aus dem Blick verlieren. Eine Lösung dieses Problems besteht darin, die ringförmige Konstruktionen (18, 18') für Modell (1) und Anwender (2) zu Kugelringen bzw. idealerweise zu einer vollständigen Kugel zu erweitern. Entlang deren Oberflächen lassen sich dann die Bildaufzeichnungsgeräte (13, 13') und Wiedergabeeinheiten (15, 15') frei bewegen.
Insgesamt ist der Kerngedanke bei der Vorrichtung in 6 die freie Beweglichkeit einer kombinierten Einheit von Bildaufzeichnungsgerät (13) und Wiedergabeeinheit (15) um eine Person, wobei die Bewegung den Augenbewegungen folgt. Insofern besteht also auch die Möglichkeit zu einer kopfgestützten Realisierung einer solchen Vorrichtung. Unter ergonomischen Gesichtspunkten sollte diese Vorrichtung die Ausführung des Verhaltens sowie den Blick auf die Umgebung nicht beeinträchtigen. Modell (1) und Anwender (2) sind dabei z. B. mit einem Blickerfassungssystem (17), einer halbtransparenten Wiedergabeeinheit (15) vor den Augen und einem Bildaufzeichnungsgerät (13) in geeigneter Position und mit entsprechend leistungsfähigem Weitwinkelobjektiv ausgestattet.
Bezugszeichenliste

1: Modell
2: Anwender
3, 3': Aufzeichnungsgerät
4: Rechnereinheit
5, 5': Wiedergabeeinheit
6: Speichereinheit
7: Steuereinheit
8: Verarbeitungseinheit
9, 9': Raumzeitlich integrierte Darstellung von Verhaltensaspekten von Modell (1) und Anwender (2)
10: Halbdurchlässiger Spiegel
11, 11': Spiegel
12, 12': Spiegelbild von Modell (1) bzw. Anwender (2)
13, 13': Bildaufzeichnungsgerät
14, 14': Tonaufzeichnungsgerät
15, 15': Bildwiedergabegerät
16, 16': Tonwiedergabegerät
17: Blickerfassungsgerät
18, 18': Führung für Bildaufzeichnungsgerät (13, 13') und Bildwiedergabegerät (15, 15')

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2224303 B1 [0002]
JP 2012-080985 A [0006]

Claims

Verfahren zur Unterstützung der Nachahmung von Verhalten von einem oder mehreren Modellen (1) durch einen oder mehrere Anwender (2), wobei es sich jeweils um Lebewesen und/oder Maschinen handelt, dadurch gekennzeichnet, dass das nachzuahmende Verhalten des Modells (1) dargeboten wird, der Anwender (2) das Verhalten nachahmt, das Verhalten in Echtzeit mit Aufzeichnungsgeräten (3) aufgenommen, in einer Rechnereinheit (4) integriert und die Ergebnisse auf Wiedergabeeinheiten (5) wiedergegeben werden, wobei die Aufzeichnungen in der Rechnereinheit (4) auf einer Speichereinheit (6) abgelegt und mit Hilfe einer Steuereinheit (7) auf einer Verarbeitungseinheit (8) verarbeitet werden, die Verarbeitungseinheit (8) mit einem Programm zur Integration der Aufzeichnungen ausgestattet ist, wobei die Aufzeichnungen unter den Gesichtspunkten der zeitlichen und räumlichen Nähe integriert werden (raumzeitliche Kontiguität), die Ergebnisse der Integration (9) auf den Wiedergabeeinheiten (5) für den Anwender (2) dargestellt werden, das Verfahren Funktionalitäten beinhaltet, die es erlauben, Ablauf und Ergebnisse der Integration (9) entsprechend dem Lern- und Leistungsstand des Anwenders (2) einzustellen.
Vorrichtung zur Unterstützung der Nachahmung von Verhalten von einem oder mehreren Modellen (1) durch einen oder mehrere Anwender (2), wobei es sich jeweils um Lebewesen und/oder Maschinen handelt, dadurch gekennzeichnet, dass das nachzuahmende Verhalten des Modells (1) und das nachahmende Verhalten des Anwenders (2) vorliegt, Aufzeichnungsgeräte (3) zum Aufnehmen des Verhaltens, eine Rechnereinheit (4) zur Integration dieser Daten und Wiedergabeeinheiten (5) zur Wiedergabe der entsprechenden Ergebnisse in Echtzeit vorhanden sind, wobei die Rechnereinheit (4) sich aus einer Speichereinheit (6), einer Steuereinheit (7) und einer Verarbeitungseinheit (8) zusammensetzt, die Verarbeitungseinheit (8) mit einem Programm zur Integration der Aufzeichnungen ausgestattet ist, wobei die Integration nach den Gesichtspunkten der zeitlichen und räumlichen Nähe erfolgt (raumzeitliche Kontiguität), die Ergebnisse der Integration (9) auf den Wiedergabeeinheiten (5) für den Anwender (2) dargestellt sind, die Vorrichtung mit Funktionalitäten ausgestattet ist, die es erlauben, dass Ablauf und Ergebnisse der Integration (9) entsprechend dem Lern- und Leistungsstand des Anwenders (2) einzustellen sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch dem Modell (1) und anderen Personen die Integration des Verhaltens von Modell (1) und Anwender (2) zurückgemeldet wird, ggf. in einer für diese angepassten Form.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unmittelbare Darbietung des nachzuahmenden Verhaltens durch das Modell (1) durch eine Aufzeichnung des Verhaltens ersetzt ist, wobei die Aufzeichnung auf der Speichereinheit (6) abgelegt ist oder sie mit zusätzlichen Wiedergabeeinheiten (5) den für das Modell (1) vorgesehenen Aufzeichnungsgeräten (3) dargeboten wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsgeräte (3) die für die erfolgreiche Nachahmung erforderlichen Verhaltensmerkmale vorzugsweise realitätsnah und/oder quellennah aufzeichnen, insbesondere in Bild und Ton, jeweils ggf. in dreidimensionaler Form, ggf. einschließlich Aufnahmen aus dem Körperinneren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedergabeeinheiten (5) vorzugsweise diejenigen Aspekte des Verhaltens wiedergeben, die für eine erfolgreiche Nachahmung bedeutsam sind, insbesondere in Bild und Ton, jeweils ggf. in dreidimensionaler Form, ggf. einschließlich abstrakter Darstellungen von Messwerten, vorzugsweise unter Vermeidung von mentalen Transformationen wie Translationen und Rotationen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsgeräte (3) und Wiedergabeeinheiten (5) den Bewegungen von Modell (1) und Anwender (2) entsprechend nachgeführt werden und/oder das Verhalten aus mehreren Perspektiven aufzeichnen bzw. wiedergeben.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Integration der Aufzeichnungen von Modell (1) und Anwender (2) Unterschiede im zeitlichen Ablauf des Verhaltens deutlich macht, vorzugsweise durch eine synchrone Wiedergabe, ggf. ergänzt um die Hervorhebung von zeitlichen Abweichungen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Integration der Aufzeichnungen von Model (1) und Anwender (2) Unterschiede im räumlichen Ablauf des Verhaltens deutlich macht, vorzugsweise durch eine überlappende Darstellung, ggf. ergänzt durch Mechanismen zur Filterung, Vergrößerung und/oder Hervorhebung, wobei die Überlappung ggf. modifiziert wird durch eine farbliche und/oder grafische Kodierung und/oder eine reale und/oder virtuelle Separierung in einer oder mehreren Raumachsen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das System bestehend auf Aufzeichnungsgeräten (3), Rechnereinheit (4) und Wiedergabeeinheiten (5) mit einem oder mehreren geeigneten Spiegeln (10, 11, 11') kombiniert oder durch diese ganz oder teilweise ersetzt wird.