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Künstliche Intelligenz

Zum Greifen nah: KI-generierte 3D-Umgebungen in VR


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Ein fiktives Schweizer Bergdorf vor eindrucksvoller Alpenkulisse, eine imposante Steampunk-Stadt mit spitzen Türmen, Bögen und prunkvollen Uhren, ein Wald voller fluoreszierender Riesenpilze: Die KI-generierten Umgebungen der WebXR-Anwendung „Lofi Worlds“ laden zum Verweilen und Träumen ein. Von realistisch über fantastisch und märchenhaft bis hin zu künstlerisch stilisiert: das Angebot an VR-Szenerien ist vielfältig. Sogar in Edward Hoppers berühmtes Gemälde „Nighthawks“ entführt die Anwendung, erweitert um Umgebungen, die über das Original hinausgehen.

Lofi Worlds ist eine Anwendung des KI-Start-ups World Labs und läuft auf autarken VR-Brillen wie Meta Quest 3 und Apple Vision Pro. Dank WebXR-Technologie reicht es, die entsprechende Webseite aufzurufen, um in die 3D-Umgebungen einzutauchen.

Als Rendertechnik kommt 3D Gaussian Splatting („3DGS“) zum Einsatz. Die 3D-Umgebungen bestehen also aus winzigen, räumlich angeordneten Farbklecksen, die sich im Gesamteindruck zu durchgehenden Landschaften fügen. Das verleiht manchen Szenen eine impressionistische Anmutung. Eine Neuheit von Lofi Worlds ist, dass sich die Splats dynamisch bewegen, um etwa den Eindruck von Blättern im Wind zu erzeugen. Auch auf Berührungen reagieren sie und beginnen sanft zu wogen, als wären sie lebendig.

Was beim ersten Mal sofort auffällt und die Erfahrung trübt, ist die vergleichsweise niedrige Auflösung und UndSchärfe. Zudem wird das freie Umhergehen bestraft: Wer sich weiter als ein paar Schritte bewegt und die Perspektive verändert, stößt schnell auf dunkle Leerräume in den Kleckshaufen, die die Illusion einer durchgehenden 3D-Welt zerstören.

Dennoch ist es bemerkenswert, dass Lofi Worlds auf autarken VR-Brillen wie Meta Quest 3 interaktive Gaussian Splats rendern kann. Die technische Grundlage der Anwendung bildet Spark, ein von World Labs entwickelter 3DGS-Renderer für Webanwendungen, der kürzlich als Open Source unter der MIT-Lizenz veröffentlicht wurde. Spark unterstützt die webbasierte 3D-Grafikengine Three.js und nutzt WebGL2 für das Rendering der Gaussian Splats, was eine breite Gerätekompatibilität sicherstellt. Lofi Worlds lässt sich somit auch auf Smartphones und Desktop-Computern ausprobieren. In Verbindung mit VR-Brillen übernimmt WebXR die stereoskopische Darstellung, also getrennte Bilder für jedes Auge, und ermöglicht Interaktion per Handtracking.

World Labs ist ein US-Start-up und wurde unter anderem von der KI-Pionierin Fei-Fei Li gegründet. Die oft als „Godmother of AI“ bezeichnete Forscherin leitete seit 2006 die Entwicklung des Bilddatensatzes ImageNet, der einen Durchbruch im Bereich des maschinellen Sehens markierte. Den nächsten Entwicklungsschritt visueller KI sieht Fei-Fei Li in „räumlicher Intelligenz“, also der Fähigkeit, sich Räume vorzustellen und in ihnen mit Objekten zu interagieren. Das Start-up arbeitet an sogenannten großen Weltmodellen („Large World Models“), mit denen KIs die Welt wie Menschen als räumlich und physikalisch erfahrbar wahrnehmen sollen anstatt als zweidimensionale, statische Gegebenheit. Das Start-up sammelte bislang 230 Millionen US-Dollar an Investitionskapital ein.

Das Start-ups möchte eine generative KI entwickeln, die persistente, begehbare und geometrisch solide 3D-Umgebungen auf Basis von Textprompts oder einzelnen Bildern erzeugen kann. Im Dezember veröffentlichte World Labs erste Beispiele für KI-generierte 3D-Umgebungen, auf denen auch Lofi Worlds beruht. Testen kann man die Technologie allerdings noch nicht. Sundquist versichert, dass das Start-up daran arbeite, die KI-Modelle weiterzuentwickeln und genau diese Möglichkeit in Zukunft anzubieten.

Die möglichen Anwendungsfelder sind laut Sundquist vielfältig: Eine KI mit räumlicher Intelligenz könnte virtuelle Welten für Videospiele, Filmsets, YouTube-Hintergründe, Trainingsumgebungen für Roboter und nicht zuletzt für VR- und AR-Brillen generieren, also jene Geräte, die räumliche Inhalte am eindrucksvollsten erlebbar machen.


(tobe)



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Meisterklasse Landschaftsfotografie: Motiv mit Bedacht auswählen


Die Landschaftsfotografie ist eine außergewöhnliche Disziplin. Im Gegensatz zur Porträt-, Hochzeits- oder Tierfotografie hat der Fotograf keinerlei Möglichkeit, unmittelbar auf seine Umgebung oder gar sein Motiv Einfluss zu nehmen. Traditionell werden ausschließlich das vorhandene Licht und die sich vor der Kamera ausbreitende Landschaft genutzt. Visagisten, die das Model verschönern, Blitze, Reflektoren oder Stadionlichter, die die Lichtgebung formen, farbige Papierhintergründe für ein ansprechendes Bokeh oder Köder, um Tiere anzulocken – all das bleibt hier außen vor. Selbst Personen wie der sprichwörtliche einsame Wanderer über dem Nebelmeer würden heute wohl eher der Outdoorfotografie zugeordnet werden.

Als Landschaftsfotografen sind wir allein mit den Elementen und müssen mit dem arbeiten, was wir vorfinden. Doch wie gelingt es, ein herausragendes Bild festzuhalten? Worauf kommt es bei der Landschaftsfotografie überhaupt an? Welche Schritte sind notwendig, um die bestmögliche Aufnahme zu erzielen? Und weshalb setzen wir uns den Naturgewalten aus, übernachten bei Regen im Zelt, warten stundenlang auf eine Wolkenlücke oder fliegen um die halbe Welt, obwohl wir beim schweißtreibenden Aufstieg zu einem Berggipfel innerlich fluchen?


Nicolas Alexander Otto

Nicolas Alexander Otto

Nicolas Alexander Otto ist seit 2015 freischaffender Landschaftsfotograf. Am liebsten widmet er sich irgendwo weit weg von zu Hause dem Zwielicht des anbrechenden Tages. Er leitet Fototouren und schreibt für unterschiedliche internationale Magazine. Für seine Arbeiten wurde er bereits mehrfach international ausgezeichnet.

Nach fast 17 Jahren intensiver Beschäftigung mit der Landschaftsfotografie versuche ich Antworten auf diese und weitere Fragen zu finden und sie in diesen Beiträgen zusammenzufassen. Für meine Überlegungen habe ich die zentralen Aspekte der Landschaftsfotografie in fünf Kategorien unterteilt. Anhand von Motiv, Licht, Technik, Komposition sowie Bildbearbeitung stelle ich heraus, worauf es bei einem gelungenen Bild wirklich ankommt – und welche Ansätze wir verfolgen müssen, um unser Ziel zu erreichen.


Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Meisterklasse Landschaftsfotografie: Motiv mit Bedacht auswählen“.
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Untergangsszenario: Fluchtplan aus dem sinkenden Auto


Der Sommer hat gerade begonnen, wieder mit vermeidbaren tödlichen Badeunfällen. Ertrinken ist eine der häufigsten unnatürlichen Todesarten und trifft – wenn auch wirklich selten – bisweilen Autofahrer. Die Chancen zur Selbstrettung hat jetzt der ADAC im Versuch ermittelt und gibt auf dieser Basis Empfehlungen, wie man ein untergehendes Fahrzeug am sinnvollsten verlassen kann. Dazu wurden ein Elektroauto und ein konventionelles versenkt. Ein Taucher am Steuer hat auf verschiedenen Wegen probiert, den sinkenden Wagen zu verlassen.

Erste Erkenntnis: Ein Auto schwimmt, aber nicht lange. Der elektrische Citroën ë-C4 (Test) ging in etwa drei Minuten unter, der leichtere Seat Exeo mit Verbrennungsmotor bleibt etwa eine Minute länger an der Oberfläche. Beide sinken steil mit der Front voran. Ob sich das etwa bei Autos mit Elektromotor an der Hinterachse, etwa einem VW ID.4, auch so verhält, wurde zwar nicht ausprobiert, es ist aber wahrscheinlich: Der vordere Überhang ist in der Regel kein Hohlraum und gibt daher keinen Auftrieb.


ADAC Auto im Wasser

ADAC Auto im Wasser

So wie dieser elektrische Citroën ë-C4 schwimmt ein Auto nur kurz, bevor es steil mit der Front voran zu sinken beginnt.

(Bild: ADAC)

Zweite Erkenntnis: Es gibt prinzipiell nur eine sinnvolle Chance, das Auto mit höherer Überlebenschance zu verlassen, und zwar durch das der Person nächste Seitenfenster. Zuerst muss man aber daran denken, möglichst sofort nach der Wasserung den Gurt zu lösen.

Das Fenster schnellstmöglich zu öffnen, ist aus zwei Gründen wichtig: Die meisten Autos sind mit elektrischen Fensterhebern ausgestattet. Ihre Funktion ist unter Wasser nur für eine kurze Zeit wahrscheinlich. Ob Kurbel oder Fensterheber, einseitiger Wasserdruck auf die Scheibe – also so lange noch Luft im Wagen ist – erhöht den Kurbelwiderstand stark und kann zum Klemmen führen. Daher möglichst früh öffnen.


ADAC Auto im Wasser

ADAC Auto im Wasser

Der Citroën ë-C4 ließ sich wie vorgeschlagen über das Seitenfenster verlassen. Das ist der chancenreichste Fluchtweg.

(Bild: ADAC)

Öffnet die Seitenscheibe nicht, sollte man sie einschlagen. Der ADAC empfiehlt daher, einen Nothammer in Griffweite mitzuführen. Diese sind meist in Kombination mit einem Gurtschneider inklusive Halterung für den Fahrzeuginnenraum erhältlich. Als Alternative schlägt der Club vor, einen Versuch mit den Metall-Steckverbindungen einer herausgezogenen Kopfstütze oder einem anderen spitzen, schweren Gegenstand zu unternehmen. Nach unserer Erfahrung als Redakteure dieses Kanals lassen sich Kopfstützen in modernen Autos selten herausziehen, ohne vorher die Lehne stark zu neigen. Zudem müssen fast immer Entriegelungen überwunden werden. Wer deren Prinzip erst verstehen muss, hat schon verloren.

Am leichtesten brechen Scheiben in einer Ecke. Dieses Autoglaser-Allgemeinwissen konnte der ADAC in seinem Test vollauf bestätigen, allerdings nur bei den Testfahrzeugen. Modernere, teurere Autos sind indes aus Komfortgründen häufig doppelt verglast. Deren Scheiben sind daher so gut wie unzerstörbar. Der Club gibt dazu den Tipp, sich vorher über das Material der Seitenfenster zu informieren. Ob sie mit Verbund- oder Doppelverglasung ausgeführt sind, ist an einem aufgedruckten oder ins Glas geätzten „XI“ zu erkennen oder der Rettungskarte für das betreffende Auto zu entnehmen. Man bekommt dies direkt beim Autohersteller, bei den Prüfgesellschaften (TÜV, KÜS, GTÜ, Dekra) oder bei den Autoclubs.


ADAC Auto im Wasser

ADAC Auto im Wasser

Die Versuche des Autoclubs fanden ohne zusätzliche Umweltbeeinträchtigung auf einer Versuchsstrecke statt.

(Bild: ADAC)

Ist dies der Fall, führt der einzige Weg durch die Heckscheibe, die normalerweise auch bei teuren Autos einfach verglast ist. Dabei ist Eile geboten, denn man muss dazu die Sitzlehnen vorn und hinten überwinden. Sind alle drei hinteren Kopfstützen aufgestellt, müssen auch diese noch nach unten gedrückt werden. Lose Gegenstände im Wagen können aufschwimmen und die Situation zusätzlich erschweren.

Die Windschutzscheibe ist hingegen nie eine Option, sie besteht, außer bei einige Jahrzehnte alten Autos, aus Verbundglas und damit für einen Menschen im Auto unzerstörbar. Die Sekuritglasscheibe eines 50 Jahre alten Autos zu zerschlagen wäre zwar möglich, aber keine gute Idee, weil man dann das Auto gegen das einströmende Wasser nach unten verlassen müsste. Das stellt selbst Rettungstaucher vor Probleme.

Auch das Öffnen von Türen kann man allenfalls probieren, wenn der Innenraum voll mit Wasser ist, anderenfalls lastet zu hoher Wasserdruck auf ihnen. Das hat der Versuch des ADAC bestätigt. Nach dem Druckausgleich hat es der Taucher zwar geschafft, aber wohl nur, weil er nach eineinhalb Minuten unter Wasser mit Atemluft aus seinem Gerät versorgt war. Menschen ohne Atemgerät, unter Stress und möglicherweise auch noch verletzt, billigt der ADAC unter solchen Umständen kaum eine Überlebenschance zu.


(fpi)



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Digitale Gesundheitsanwendungen: Über Hürden, Fortschritt und Kritik


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Digitale Gesundheitsanwendungen, sogenannte DiGA oder „Apps auf Rezept“, spalten die Gemüter. Kritisiert wird oft, die Preise seien zu hoch und sie brächten keinen ausreichenden Nutzen. Dabei müssen die Hersteller strenge Anforderungen erfüllen, um eine DiGA zur Marktreife zu bringen. Neben dem Nachweis der medizinischen Wirksamkeit sind Datenschutz, IT-Sicherheit und Interoperabilität mit der Telematikinfrastruktur, der „Gesundheitsdatenautobahn“, Pflicht. In den vergangenen Jahren hat der Gesetzgeber die Regeln bezüglich Datenschutz und Wirksamkeit sogar noch einmal verschärft.

Trotzdem stehen DiGA immer wieder in der Kritik: Die Kosten werden hinterfragt, die bürokratischen Hürden für Patienten und Ärzte sind hoch, und die Integration in die Versorgung läuft nicht immer reibungslos. Gleichzeitig wächst die Zahl der Verordnungen stetig, und viele Patienten profitieren von den digitalen Therapien, die oft schneller verfügbar sind als klassische Behandlungen.


Mario Weiss

Mario Weiss

Mario Weiss ist Gründer und CEO der Hamburger Gaia AG, die sie auf die Entwicklung von digitalen Gesundheitsanwendungen spezialisiert hat.

(Bild: Gaia)

Über diese Herausforderungen haben wir mit Dr. Mario Weiss gesprochen. Er ist Gründer und CEO der Gaia AG, die sieben DiGA auf den Markt gebracht hat – darunter Deprexis zur Behandlung von Depressionen und weitere Anwendungen für chronische Erkrankungen wie Multiple Sklerose. Im Interview spricht Weiss unter anderem über die Hürden, DiGA auf den Markt zu bringen und was sich aus seiner Sicht verbessern sollte.

heise online: Was war Ihre Motivation, in den DiGA-Markt einzusteigen?

Mario Weiss: Das deutsche DiGA-System ist international einzigartig und stellt für uns eine besondere Chance dar. Ist ein Produkt als DiGA zugelassen, ist das eine Gewährleistung für eine hohe Qualität.

Ich habe mich schon seit Jahren – als KI noch nicht in aller Munde war – damit beschäftigt, wie man Algorithmen in der Verhaltensmedizin einsetzen kann. Die Verhaltensmedizin konzentriert sich darauf, das Verhalten von Patienten zu ändern, um ihre Gesundheit zu verbessern. Dazu gehören Aspekte wie gesündere Ernährung, mehr Bewegung und auch die Veränderung von Denkweisen. Letzteres fällt in den Bereich der Psychotherapie. Unser Flaggschiff-Produkt im Bereich der digitalen Therapie, Deprexis, hat hier weltweit Maßstäbe gesetzt. Es ist nicht nur zertifiziert und nachweislich wirksam, sondern hat eine über 15-jährige Forschungstradition und wurde global beforscht – zum Beispiel in den USA, Südamerika und Asien.

Welche besonderen Hürden gibt es?

Eine große Hürde ist der Zugang für Patienten. Während Medikamente in Minuten verfügbar sind, warten viele Patienten fast 13 Tage, bei den AOKen sogar bis zu vier Wochen auf ihre digitale Therapie, weil Krankenkassen die gesetzliche 2-Tages-Frist zur Freischaltung überschreiten. Und das wird durch den aktuellen E-Rezept-Entwurf nicht besser, sondern schlimmer. Die Einlösung bleibt technisch kompliziert, bürokratisch überfrachtet und Krankenkassen behalten die Rolle als Gatekeeper. Das widerspricht der ursprünglichen Intention des Gesetzgebers, dass Ärzte Therapieentscheidungen fällen und nicht Krankenkassen. Es untergräbt das Vertrauen in die digitale Medizin.

Manche bezeichnen DiGA als „tot“ oder im „Sterben“. Was ist da dran?

Nichts. Sie werden therapeutisch genutzt wie nie zuvor. Die Zahl der Verordnungen steigt seit Jahren, die Akzeptanz bei Ärzten und Patienten wächst, und die Bundesregierung hat sich im Koalitionsvertrag ausdrücklich zur Stärkung bekannt. Wir erleben eher, dass Innovationen durch übermäßige Bürokratie ausgebremst werden. Ein Beispiel? Das EU-Zertifikat für Informationssicherheit kommt mit ungefähr 27 Seiten aus. Der deutsche Sonderweg: über 150 Seiten. Wenn wir so weitermachen, verspielen wir unseren Vorsprung, weil wir mehr Zeit und Geld in Bürokratie als in Forschung und Entwicklung investieren müssen.

Sind Ihre DiGA bereits an die Telematikinfrastruktur und die elektronische Patientenakte angeschlossen? Wie sieht es mit der GesundheitsID aus, gibt es da noch rechtliche Hürden?

Unsere DiGA sind vollständig an die Telematikinfrastruktur angeschlossen und bereits heute kompatibel mit der ePA 3.0. Sie generieren versorgungsnahe Daten, die, sofern gewünscht, direkt in die ePA eingespeist werden können. Damit entsteht ein bisher unerreichter Einblick in die tatsächliche Versorgungssituation. Zudem ist die Anmeldung über die GesundheitsID jetzt schon technisch möglich, aber sie wird bislang kaum genutzt.

Wie unterscheidet sich das von der Nutzung in anderen Ländern?

In Deutschland ist das Produkt tatsächlich als DiGA anerkannt. In anderen Ländern werden solche Anwendungen oft in unterschiedlichen Settings eingesetzt. In den USA sehen wir etwa eine grundlegend andere Wahrnehmung von digitalen Therapien. Dort spricht man nicht abschätzig von ‘Apps auf Rezept’, sondern von ‘Novel Therapies’, von neuartigen, verhaltensbasierten Interventionen. In den USA startet aktuell die bislang größte Studie zu einer digitalen Therapie bei MS gegen Fatigue, ko-finanziert und unterstützt von der US-amerikanischen Regierung, basierend auf unserer DiGA Elevida. Das zeigt, wie ernst solche Therapien international genommen werden und welches Potenzial bei dieser Innovation „Made in Germany“ steckt.

Vor zwei Jahren haben Sicherheitsforscher eine Lücke bei Deprexis entdeckt. Wie war das damals?

2023 wurde einer unserer Forschungsserver gehackt. Tatsächlich war keine DiGA betroffen. Ich finde es aber grundsätzlich sehr gut, dass die Hacker-Szene auf Sicherheitslücken hinweist. Das ist besser, als wenn das Kriminelle machen.

Es gibt viele Diskussionen über die Evidenz und den Nutzen von DIGAs. Ist das berechtigt?

Es ist wie bei Medikamenten – als guter Arzt weiß man, was man bei welchem Patienten einsetzt. Bei digitalen Therapeutika gibt es erfahrene Kollegen, die differenzieren können, welche Anwendungen wirklich hilfreich sind. Produkte wie Deprexis werden oft empfohlen, da sie sich bewährt haben und es bereits seit 15 Jahren Forschung dazu gibt, die die Wirksamkeit belegen. Dennoch gibt es auch Anwendungen, bei denen man sich fragt, welchen Mehrwert sie bieten. Das gilt übrigens für Medikamente ebenso.

Die Kosten werden auch immer wieder kritisiert, dabei wird auch Ihre teuerste App Levidex mit Kosten in Höhe von 2077,40 Euro pro Quartal aufgeführt. Was würden Sie dem entgegensetzen?

Levidex kommt für den Bereich Multiple Sklerose zum Einsatz. Die Entwicklungskosten für die Therapiesoftware sind sehr hoch. Das liegt an der Erkrankungsschwere und Komplexität. Gleichzeitig gibt es wenige Nutzer, da die Erkrankung ungefähr 0,3 Prozent der Bevölkerung betrifft. Natürlich ist eine Therapie, die mehr Menschen nutzen, wirtschaftlicher. Aber wir brauchen auch in Nischenindikationen Forschung und Innovation. Und wenn es wie bei unserer Therapie nachweislich wirkt, dann braucht es einen fairen, differenzierten Preis, um die extrem hohen Kosten für Forschung und Entwicklung zu refinanzieren.

Im Bereich Interoperabilität, Datenschutz und IT-Sicherheit gibt es berechtigterweise ebenso hohe steigende Anforderungen.

Sie haben Kritik an den Aussagen des GKV-Spitzenverband geäußert, DiGA würden nichts nutzen und seien zu teuer. Was haben Sie dem entgegenzusetzen?

Die Arzneimittelausgaben betrugen letztes Jahr rund 53 Mrd. Euro. Davon betrug der DiGA-Anteil 0,2 Prozent. Und DiGA sollen die Kostentreiber sein? Es gibt eine aggressive und unwissenschaftliche Haltung von bestimmten Krankenkassen gegenüber digitalen Therapien, während sie gleichzeitig ihre eigenen Programme ohne ausreichende Evidenz und Sicherheit in den Markt bringen. Einige AOKen tun sich hier leider unrühmlich hervor. Aber es gibt auch Krankenkassen, die unsere Produkte empfehlen und dadurch Geld sparen. Patienten, die mit nachweisbar wirksamen Produkten schnell gesund werden, sind eben auch ‘günstiger’ als diejenigen, die ewig auf Therapie warten und mit Produkten zweifelhafter Wirksamkeit ‘selbst versorgt’ werden.

Welche Krankenkassen bieten Programme an?

Einige AOKen bieten beispielsweise ein Programm namens Moodgym an, das sich in Studien als nicht wirksam erwiesen hatte, aber dennoch weiterhin angepriesen wird. Auch die Techniker Krankenkasse tritt an Hersteller heran, um exklusive Programme zu entwickeln, ohne die strengen Evidenzanforderungen zu erfüllen, die für DIGAs gelten.

Was wünschen Sie sich für die Zukunft der digitalen Therapie in Deutschland?

Einen fairen Prozess, der zum Beispiel die Entwicklung und Erstattung von Spezialindikationen wie Multiple Sklerose anders bewertet als allgemeine Indikationen. Außerdem sollten einige Krankenkassen ihre Haltung ändern und im Sinne ihrer Patienten aufhören, Produkte mit zweifelhafter Wirksamkeit zu pushen, um vermeintlich zu sparen.


(mack)



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