Künstliche Intelligenz
Zahlen, bitte! Mit Xbox-Steuerung 38.000 US-Dollar gespart
Gamification mal anders: Mit handelsüblichen Spielcontrollern lassen sich nicht nur Konsolenspiele präzise spielen, sondern mittlerweile auch Periskope, Militärdrohnen oder sogar Roboter steuern.
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Das Militär sieht darin mehrere Vorteile: Statt einer komplexen Steuerungslösung, die viel Einarbeitungszeit bedarf, ist es für Soldatinnen und Soldaten wesentlich einfacher, ein Bedienkonzept an einem Steuergerät zu lernen, welches sie vom Gaming zuhause kennen.

In dieser Rubrik stellen wir immer dienstags verblüffende, beeindruckende, informative und witzige Zahlen aus den Bereichen IT, Wissenschaft, Kunst, Wirtschaft, Politik und natürlich der Mathematik vor.
Getreu dem Motto: Die Nerds, die Xbox zocken, können auch den optischen Mast eines 2,6 Milliarden US-Dollar-U-Boots steuern.
Steuerungsalternative für U-Boot-Kameramasten
Erstmals einer breiteren Öffentlichkeit bekannt wurde die Controller-Steuerung im Jahr 2017, als die US-Navy ankündigte, dass in den neuen US-amerikanischen U-Booten der Virginia-Klasse eine besondere Steuerung zum Einsatz kommt. Die Atom-U-Boote sind seit 2004 im Einsatz und ersetzen Schritt für Schritt die Vorgänger der Los-Angeles- sowie der Seawolf-Klasse. Die U-Boote sind 115 Meter lang, 10,4 Meter breit und 9,5 Meter hoch. Sie haben dabei eine Verdrängung von 7925 Tonnen.

Optronikmast BVS-1 erkundet die Umgebung während einer Tauchfahrt
(Bild: Photo courtesy Naval Sea Systems Command)
Angekündigt wurde, dass die zwei Optronikmasten vom Typ BVS-1, die statt den klassischen, sperrigen Periskopen zum Einsatz kommen, per Xbox-360-Controller gesteuert werden. Die neuen Mastensysteme änderten damit eine über hundert Jahre alte Einbau-Tradition: Zuvor musste wie in Filmen der Kapitän in einen in den Innenraum ragenden Tubus blicken und ihn mühselig drehen, um über eine Optik die Umgebung zu erkunden. Nun wurden in den neuen Systemen kompakte Kameramasten elektronisch gesteuert und die Sicht auf Bildschirmen ausgegeben. An der schwierigen Steuerung gab es jedoch Kritik.
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„Die Marine versammelte eine Gruppe von Unteroffizieren und jungen Soldaten und fragte: ‚Was können wir tun, um euer Leben zu verbessern?‘“, sagte Lt. j.g. Kyle Leonard gegenüber dem US-Navy-Magazin „All Hands“. Daraufhin gaben die Soldaten an, dass das „Photonic Mast Handgrip and Imaging Control Panel“ – die bisherige Steuerung der Masten, die aus auf Hubschrauber-Joysticks basierten – nicht sonderlich ergonomisch und schwierig zu lernen sei.

USS Virginia (SSN 774) an einem offensichtlich frostigen Februartag im Jahr 2007 auf der U-Boot-Basis New London in Groton, Connecticut.
(Bild: John Narewski, U.S. Navy)
Nach der Befragung erarbeiteten Entwickler von Lockheed Martin sowie der US-Marine in einem geheimen Forschungslabor in Manassas, das U-Boot-Äquivalent zu Area 51, ein Steuerungskonzept mit Xbox-360-Controllern. Schon während der Tests im Labor wurde klar, wie sinnvoll die Umstellung ist: Den Soldaten hatten sich die Steuerung und den Einsatz von Filtern und Zusatzfunktionen innerhalb von wenigen Minuten erschlossen – im Gegensatz zu der bisherigen Optroniksteuerung, die Stunden der Einweisung notwendig machte.
Enorme Kostenersparnis
Mit dem Ersatz-Controller spart die Armee zudem Kosten: Die Steuerungseinheit, um die beiden Optronikmasten zu steuern, kostet laut eigenen Angaben über 38.000 US-Dollar. Im Vergleich dazu ist ein handelsüblicher Xbox-Kontroller mit rund 30 US-Dollar geradezu ein Schnäppchen, der zudem an jedem Landgang im gut sortierten Elektromarkt nachgeordert werden kann. Natürlich sind die Controller ausschließlich über Kabel in Verwendung und nicht über die angreifbare und fehleranfällige Bluetooth-Schnittstelle.

Ein US-Soldat demonstriert im Oktober 2016 die Steuerung eines andros-FX-Spezialroboters mittels eines Xbox-360-Controllers.
(Bild: Staff Sgt. Cashmere Jefferson, 7th Mobile Public Affairs Detachment)
Dabei kommt der Xbox-Controller nicht nur in U-Booten zum Einsatz. Bei der US-Army werden damit auch Spezialroboter und Drohnen gesteuert, nach dem Motto: „Kannst du Xbox spielen, kannst du auch unsere Drohnen steuern.“. Nach Medienberichten waren zudem Xbox-Controller bereits im Jahr 2008 Thema in einer Stellenanzeige der britischen Armee: Gesucht wurden Drohnenpiloten. Im Ukrainekrieg sind die Controller auch im Einsatz. Außerdem ist im israelischen Carmel-Panzer eine Xbox-Steuerung eingebunden.
Militärische Eigenentwicklung mit ähnlichem Bedienkonzept
Eine militärische Weiterentwicklung, deren Bedienkonzept frappant an Gaming-Controller erinnert, ist zudem die Freedom of Movement Control Unit (FMCU); die wird man aber nicht so leicht in einem Gaming-Store finden können.

Eine Xbox 360 mit dem bei der Army beliebten Controller. Die von Microsoft Ende 2005 veröffentlichte Spielekonsole hatte einen 3,2 GHz PPC Tri-Core Xenon-Prozessor, 512 Megabyte Speicher und verkaufte sich bis 2016 über 85 Millionen Mal.
(Bild: Evan-Amos)
Aber nicht nur das Militär schätzt die Einfachheit des Gamepad-Konzepts. Das U-Boot Titan, welches im Juni 2023 auf dem Weg zum Titanic-Wrack implodierte, wurde von einem ebenfalls handelsüblichen Logitech-Gamepad gesteuert. Ironischerweise wurden bei der Suche nach dem verschollenen U-Boot ebenfalls Xbox-Controller als Steuerung eingesetzt.
Die Form der Gamification von Kriegsgerät wird auch kritisch gesehen, suchte doch 2023 die russische Söldnergruppe Wagner für den Drohnen-Angriffskrieg gegen die Ukraine Bewerber mit „Gaming-Hintergrund“ für den Angriffskrieg gegen die Ukraine. Dabei ist der Krieg gewiss kein Spiel.
(mawi)
Künstliche Intelligenz
Zahlen, bitte! 85 geheimnisvolle Zeichen der Cherokee-Silbenschrift
Die Cherokee sind noch heute das größte indigene Volk Nordamerikas. Gegen die „sprechenden Blätter“ der Engländer und der abtrünnigen Kolonisten, mit denen sie Verträge schlossen, entwickelten der Cherokee Sequoyah eine eigene Schrift auf der Basis der von ihnen gesprochenen Sprache.
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Seine Silbenschrift mit 85 Zeichen war schneller zu erlernen als der Buchstabensalat der englischen Sprache mit seinen 26 Zeichen und sorgte bald dafür, dass um 1828 der Großteil der Cherokee lesen konnte. Anders erging es seinen Zahlzeichen auf der Basis der gesprochenen Zahlen von eins bis neunzehn. Sie gerieten bald in Vergessenheit. Erst 2012 wurden sie wieder durch das Cherokee Language Consortium in den Unterricht an Schulen eingeführt und dabei um die Zahl 0 ergänzt.

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Noch in seiner Zeit als Krieger bei der Unterstützung britischer Truppen gegen die Franzosen hatte der Cherokee Sequoyah (britischer Name George Guess oder Gist) bemerkt, wie sich die Truppenteile mithilfe von Kurieren und „sprechenden Zetteln“ verständigten. Er debattierte mit seinen Gefährten, wie das funktionieren könnte. Während sie an einen Zauber im Papier glaubten, dachte er mehr an Zeichen im Sinne der Piktogramme, die die Sioux und Ojibwe verwendeten, um Geschichten zu erzählen.

Der Cherokee Sequoyah, litographiert um 1828 herum. Entstanden ist das Bild beim Besuch des Indigenen in Washington bei der Preisverleihung für seine Verdienste um die Verschriftlichung der Cherokee-Sprache, weshalb er in dem Bild in der Hand eine Cherokee-Silbenliste hält sowie eine dafür verliehene Silbermedallie um den Hals trägt..
(Bild: Lehman and Duval, es ist eine 1850 erstellte Kopie: Das von Charles Bird King gemalte Original aus dem Jahr 1828 ging bei einem Brand unwiederbringlich verloren. )
Nach einer Knieverletzung kampfunfähig geworden, begann Sequoyah mit der Entwicklung einer solchen Schrift, brach sie aber ab, nachdem er etwa 2000 Zeichen entwickelt hatte. Erst die Konzentration auf die Silben der gesprochenen Cherokee-Sprache brachte den Durchbruch. Mit Unterstützung seiner besser hörenden Tochter Akoya entwickelte er 86 Zeichen (PDF-Datei), die er dem Cherokee Council präsentierte. Sie wurden 1825 akzeptiert und verbreiteten sich schnell dank der ab 1818 erscheinenden Zeitung Cherokee Phoenix. Nach Berechnungen von Brad Montgomery-Anderson konnten vor dem Trial of Tears, der gewaltsamen Umsiedlung der Cherokee nach Oklahoma, 90 Prozent der Cherokee lesen.
Die Sprache der Cherokee besitzt einzelne Worte für die Zahlen Eins bis Neunzehn, bei zwanzig geht es mit Doppel-Zehn weiter. Dementsprechend entwarf Sequoyah einzelne Zeichen für die Grundzahlen und eine additive Darstellung für höhere Zahlen. Von diesem System ist nur ein einziger Entwurf erhalten geblieben, den der US-amerikanische Dichter John Howard Payne angefertigt hatte. Payne setzte sich sehr für die Belange der Cherokee ein, die er für einen der zehn verlorenen Stämme Israels hielt. Zwar akzeptierte der Rat der Cherokee die Zahlen von Sequoyah (PDF-Datei), doch konnte sich der Vorschlag nicht durchsetzen. Das System (PDF-Datei) geriet in Vergessenheit und wurde erst mit dem Vorhaben, Cherokee-Silbenschrift komplett in Unicode darzustellen, wieder aufgenommen und um Zahlen wie Null, Milliarde und Trillion erweitert. Sequoyas Systematik endete bei einer Million.
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Zahlensystematik bis 1.000.000 in der Darstellung der Cherokee-Silbenschrift:
Zeile 1: 1–20 Zeile
2: 30, 40, 50, … 100
Zeile 3: 250, 360, 470, 590
Zeile 4: 1,200, 2,500, 10,000
Zeile 5: 20,000, 50,000, 100,000 Zeile 6: 500,000, 1,000,000
(Bild: CC BY-SA 4.0, MichaelSchoenitzer)
Die Sprachforscherinnen Ruth Bradley Holmes und Betty Sharp Smith erklären das damit, dass die Cherokee seit ihrem Erstkontakt mit den Spaniern arabische und römische Zahlen kannten und diese bei ihren Warengeschäften mit den Europäern nutzen mussten. Der Anthropologe Stephen Chrisomalis verwies darauf, dass die Schriftkultur (Literacy) der Cherokee akzeptiert werden konnte, während die eigene Rechenkultur (Numeracy) die Cherokee sie als rückständig in einem Amerika brandmarkte, das sich seinerzeit um Aufbruch befand.
Unter den rund 100 Zahlsystemen der Menschen, die seit Beginn schriftlicher Aufzeichnungen entwickelt wurden, waren die Zahlen der Cherokee eine Randerscheinung, so Chrisomalis. „Anstatt solche Versuche als ‚Sackgassen‘ (gegenüber dem westlichen Zahlensystem) zu bezeichnen, sollten wir sie lieber als Beweis für die Innovationsfähigkeit unserer Spezies sehen, sich die Welt zu erschließen.“
(mawi)
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Forscher bauen Robotergreifer aus Langustenschwänzen
Ein Wissenschaftsteam des Computational Robot Design and Fabrication Lab (Create Lab) der École Polytechnique Fédérale de Lausanne hat einen alternativen Weg für einen Robotergreifer eingeschlagen und biologische mit synthetischen Komponenten miteinander kombiniert. Die Forscher benutzten die Exoskelette von Langustenschwänzen und verstärkten sie mit synthetischen Bauteilen, um daraus einen Robotergreifer zu erstellen, der Objekte mit bis zu 500 g Gewicht anheben kann.
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Die Exoskelette von Langusten bestehen aus mineralisierten Schalen mit Gelenkmembranen. Sie sind besonders steif und widerstandsfähig bei zugleich hoher Flexibilität. Sie bestehen aus einzelnen Segmenten, die sich unabhängig voneinander bewegen lassen. Dadurch können sich die Langusten im Wasser schnell fortbewegen. Die Wissenschaftler der EPFL haben deshalb angenommen, dass sich die Exoskelette der Krebstiere auch dazu eignen, um sie in der Robotik einzusetzen. Ihre Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler in der Studie „Dead Matter, Living Machines: Repurposing Crustaceans‘ Abdomen Exoskeleton for Bio-Hybrid Robots“ zusammengefasst, die in Advanced Science erschienen ist.
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Das Video zeigt, wie sich unterschiedliche Exoskelette von Langustenschwänzen sauf die Greiffähigkeit auswirken können.
Die Wissenschaftler betteten ein Elastomer in das Exoskelett der Langustenschwänze ein, um darüber jedes einzelne Segment über eine motorisierte Basis ansteuern zu können. Das Exoskelett überzogen die Forscher zusätzlich mit einer Silikonbeschichtung, um es zu verstärken und dessen Lebensdauer zu erhöhen.
Roboterfinger aus Langustenschwänzen
Zwei dieser modifizierten motorisierten Exoskelette fügten die Forscher zu einem Robotergreifer mit zwei Fingern zusammen. In dieser Kombination ist der Greifer in der Lage, viele verschiedene Objekte unterschiedlicher Form und Größe bis zu einem Gewicht von 500 g anzuheben, darunter Textmarker und Tomaten.
Eingeschränkt wird das System lediglich durch die einzigartige biologische Form jedes Langustenschwanzes, da sich der Greifer auf jeder Seite etwa anders biegen kann. Die Wissenschaftler sehen jedoch die Möglichkeit, dieses Problem durch den Einsatz weiterer synthetischer Komponenten in den Griff zu bekommen.
„Obwohl die Natur nicht unbedingt die optimale Form liefert, übertrifft sie dennoch viele künstliche Systeme und bietet wertvolle Erkenntnisse für die Konstruktion funktionaler Maschinen, die auf eleganten Prinzipien basieren“, sagt Josie Hughes, Leiterin des Create Lab.
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Die Forscher sind der Ansicht, dass sich mit fortschrittlichen synthetischen Erweiterungsmechanismen für biologische Strukturelemente etwa biomedizinische Implantate oder Plattformen zur Überwachung von Biosystemen herstellen lassen.
(olb)
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Amiga reparieren: Diskettenlaufwerk retten oder mit USB-Floppy-Emulator ersetzen
Der 1985 gestartete Commodore Amiga war seiner Zeit voraus. Schon lange vor dem PC bot er Multitasking, flüssiges Scrolling, Kultspiele wie „Turrican 2” und Musik mit Gänsehaut-Garantie. Mit seinen leicht zu kopierenden 3,5-Zoll-Disketten hatte er jedoch einen Schwachpunkt, der ihm gleich in zweierlei Hinsicht zu schaffen machte: Einerseits leiteten Raubkopien den Untergang der Plattform in den 90-ern ein, und andererseits leiden heutzutage viele der Magnetscheiben unter Verfallserscheinungen. Auch ihre Laufwerke verweigern inzwischen reihenweise den Dienst, statt mit sonorem Schnurren die Disk zu lesen.
Die gute Nachricht: Es gibt mehrere Auswege aus dem Magnetdaten-Kollaps. Manchmal genügt bereits die Reinigung von Diskette und Laufwerk, um sie zu neuem Leben zu erwecken. Wer genug vom Ärger mit dem Laufwerk hat, kann an seiner Stelle einen Floppy-Emulator von Gotek einbauen. Diese kleinen Hardware-Emulatoren kosten je nach Ausführung nur rund 35 bis 70 Euro und können auch von Anfängern montiert werden – ganz ohne zu löten. Danach lassen sich ganz einfach ADF-Images (Diskettenabbilder) mit einem Drehknopf vom USB-Stick laden. Erlaubt ist das natürlich nur bei Sicherheitskopien eigener Originale oder bei freier Public-Domain-Software.
- Viele Amiga-Disketten und -Laufwerke verweigern inzwischen den Dienst. Einige lassen sich jedoch mit wenig Aufwand wiederbeleben.
- Neben einfachen Reinigungsmaßnahmen gibt es moderne Hardware-Lösungen, die den Alltag mit dem vielseitigen Computer-Oldie entspannter machen.
- Der Ratgeber zeigt, wie man Diskettenlaufwerke mit oder ohne Ausbau wartet und wie man ein USB-Floppy-Laufwerk von Gotek einbaut, um über einen USB-Stick auf Images zuzugreifen.
Der Umbau macht gemütliche Retro-Abende mit dem Amiga deutlich entspannter. In diesem Artikel erklären wir, wie sich Disketten und Laufwerke mit wenig Aufwand reinigen lassen und zeigen Schritt für Schritt, wie man einen USB-Floppy-Emulator einbaut. Für die Reinigung verwenden wir einen Amiga 600, für den Einbau einen Amiga 1200. Bei anderen Modellen läuft beides ähnlich ab. Im Internet sind Einbaurahmen für viele verschiedene Amiga-Computer erhältlich, darunter auch für die weitverbreiteten Modelle Amiga 500 und 600.
Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Amiga reparieren: Diskettenlaufwerk retten oder mit USB-Floppy-Emulator ersetzen“.
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