Maschinen werden sich den Menschen anpassen
Was heute noch wie Science-Fiction klingt, könnte schon bald Realität sein: intelligente XR-Agenten, die Menschen intuitiv durch komplexe Arbeitsumgebungen begleiten. DASHH-Alumna Ke Li entwickelt und erforscht diese Technologien bereits heute an Teilchenbeschleunigern und modernen Laserlaboren.
Ke Li, Sie arbeiten an intelligenten virtuellen Agenten und Mixed-Reality-Systemen für komplexe Forschungsinfrastrukturen. Was genau machen Sie – und warum sollte das auch Menschen außerhalb der Wissenschaft interessieren?
Meine Forschung beschäftigt sich damit, eine echte Synergie zwischen Menschen, KI und Robotern zu schaffen. Ich bin überzeugt, dass Mixed und Extended Reality die Schlüsseltechnologien sind, um diese Zusammenarbeit zu ermöglichen. Untersucht werden solche Interaktionen unter einigen der anspruchsvollsten Bedingungen überhaupt: in Teilchenbeschleunigern, hochentwickelten Laserlaboren und anderen großskaligen Forschungsinfrastrukturen. Warum das weit über die Wissenschaft hinaus relevant ist, liegt auf der Hand: Wenn ein System zuverlässig in Umgebungen funktioniert, in denen Strahlung, Hochenergie-Strahlen oder Fernoperationen jeden Fehler kostspielig machen, lassen sich dieselben Prinzipien direkt auf industrielle Anwendungen übertragen – etwa in die Fertigung, die Energieversorgung, das Gesundheitswesen oder überall dort, wo Menschen und intelligente Maschinen sicher und effizient zusammenarbeiten müssen.
Maschinen sollten nicht nur Sprache oder Text verarbeiten, sondern auch Gesten, Blickverhalten und biometrische Signale wie Gehirnaktivität interpretieren können.
Dr. Ke Le
In Ihrer Promotion haben Sie die Idee eines „Teilchenbeschleuniger-Metaversums“ entwickelt. Was bedeutet das konkret?
In den Medien wird das „Metaverse“ meist als immersiver virtueller Raum für soziale Interaktionen beschrieben. In meiner Dissertation definiere ich den Begriff jedoch anders: als einen vernetzten digitalen Raum, in dem nicht nur Menschen miteinander kollaborieren, sondern auch Menschen mit Robotern und KI-Systemen zusammenarbeiten. Das „Teilchenbeschleuniger-Metaversum“ ist damit eine Arbeitsumgebung – ein Ort, an dem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, autonome Systeme und intelligente Agenten gemeinsam eine der komplexesten Maschinen überwachen, bedienen und warten, die je gebaut wurden.
Was wird durch ein solches Metaverse in der Forschung möglich, das vorher nicht möglich war?
Es eröffnet Zugang zu Bereichen, die bislang unzugänglich waren. Forschende können beispielsweise während des Betriebs virtuell einen Teilchenbeschleunigertunnel betreten – über fotorealistische digitale Zwillinge – und dort Roboter mit einem räumlichen Verständnis steuern, das klassische Bildschirme nicht bieten können. In gefährlichen Laserlaboren, in denen Hände und Augen ständig zu tun haben, können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit einem intelligenten Begleitagenten interagieren, etwa mit dem Satz: „Zeig mir das Strahlprofil.“ Die Visualisierung erscheint dann direkt auf dem physischen Detektor und ist nahtlos in die 3D-Umgebung integriert. Was früher den Wechsel zwischen Geräten, Monitoren und Schutzausrüstung erforderte, wird so zu einer einzigen flüssigen Interaktion.
Wie verändert die Interaktion zwischen Menschen und intelligenten virtuellen Agenten die Zusammenarbeit von Menschen mit Maschinen?
Menschliche Kommunikation hat sich über Jahrtausende hinweg hochgradig multimodal entwickelt: Wir kombinieren Sprache, Gestik, Blickrichtung, Körperhaltung und sogar subtile physiologische Signale. Ich glaube deshalb, dass die intuitivsten Mensch-Computer-Schnittstellen genau dort ansetzen müssen. Maschinen sollten nicht nur Sprache oder Text verarbeiten, sondern auch menschliche Intentionen über Gesten, Blickverhalten und biometrische Signale wie Gehirnaktivität interpretieren können. Der Wandel, den das ermöglicht, ist grundlegend: Es passen sich nicht länger die Menschen den Maschinen an – vielmehr beginnen Maschinen, sich an Menschen anzupassen. Das führt zu sichereren, präziseren und effizienteren Arbeitsabläufen und schützt gleichzeitig die Gesundheit der Nutzerinnen und Nutzer. In modernen Laserlaboren ist ein Mixed-Reality-Headset beispielsweise kein Gadget, sondern ein sicherheitskritisches System zum Schutz der Augen von Forschenden – und gleichzeitig ein wissenschaftliches Instrument.
Durch den rasanten Fortschritt der KI wird vieles, was früher nach Jahrzehnten aussah, innerhalb einer einzigen Forschungskarriere erreichbar – und genau diese Überzeugung treibt mich bis heute an.
Dr. Ke LI
Sie waren Doktorandin an der DASHH Graduate School. Was aus dieser Zeit hat Ihre heutige Forschung am stärksten geprägt?
Am stärksten geprägt hat mich das Vertrauen, von Anfang an an einem wirklich relevanten und zukunftsorientierten Forschungsprojekt arbeiten zu dürfen. DASHH hat mich genau an die Schnittstelle von Beschleunigerphysik und Mensch-Computer-Interaktion gebracht – zu einem Zeitpunkt, als beide Disziplinen bereit für diesen Austausch waren. Die Kombination aus einer ambitionierten Vision, hohen wissenschaftlichen Standards und der Freiheit, meinen eigenen Weg zu definieren, hat mich gelehrt, langfristig zu denken, interdisziplinär zu arbeiten und Verantwortung für Forschungsfragen zu übernehmen, für die es noch kein etabliertes Vorgehen gab.
Gab es einen Moment während Ihrer Promotion, der Ihre Richtung wissenschaftlich oder persönlich besonders beeinflusst hat?
Der prägendste Moment kam direkt zu Beginn meiner Promotion, als meine Kollaborationspartner Ara und Tino aus der Advanced-Laser-Gruppe am DESY auf mich zukamen, um gemeinsam eine Mixed-Reality-Lösung für ein langjähriges Lasersicherheitsproblem zu entwickeln. In dem Gespräch wurde mir sofort klar, welches Potenzial ein solches System haben könnte – und gleichzeitig, wie groß die wissenschaftliche Lücke war, die noch geschlossen werden musste. Ein zweiter entscheidender Moment folgte 2022 auf meiner ersten internationalen Konferenz, der IEEE ISMAR in Singapur. Dort sagte ein emeritierter Professor unseres Fachgebiets voraus, dass Mixed Reality noch mindestens zwanzig Jahre Entwicklungszeit benötigen würde, bevor sie im Alltag ankommt. Ich verließ diesen Vortrag mit der gegenteiligen Überzeugung: Eine zwanzigjährige Lücke erfordert nicht zwangsläufig zwanzig Jahre Forschung. Durch den rasanten Fortschritt der KI wird vieles, was früher nach Jahrzehnten aussah, innerhalb einer einzigen Forschungskarriere erreichbar – und genau diese Überzeugung treibt mich bis heute an.
Sie leiten inzwischen ein Teilprojekt innerhalb des EU-Projekts PRESENCE. Wie hat Ihre Promotion Sie auf diese Verantwortung vorbereitet?
Schon sehr früh haben mir meine Betreuer – Prof. Frank Steinicke, Prof. Wim Leemans und Dr. Reinhard Bacher – die Freiheit und die Möglichkeiten gegeben, eigenständig zu handeln und mutig zu denken. Sie haben mich konsequent dazu ermutigt, Initiative zu ergreifen, eigene Ideen vorzuschlagen und die Forschung nach außen zu vertreten. Dadurch habe ich gelernt, wie eine Führungspersönlichkeit zu denken – nicht nur wie jemand, der Aufgaben ausführt. Gleichzeitig hat mich DASHH in ein Netzwerk von Forschenden eingebettet, die Forschung auf Weltklasseniveau betrieben haben. In diesem Umfeld wurden Neugier, Ambition und kontinuierliches Lernen völlig selbstverständlich – genau die Eigenschaften, die notwendig sind, um ein Teilprojekt in einem europäischen Verbundprojekt zu leiten.
Wie werden wir in zehn Jahren mit komplexen Maschinen oder virtuellen Agenten interagieren – und welche Rolle möchten Sie dabei spielen?
Während heute alle über KI-Agenten sprechen, glaube ich, dass wir in zehn Jahren mit dem arbeiten werden, was ich X-RAI-Agenten nenne – also mit Agenten der künstlichen Intelligenz, die durch eXtended Reality vermittelt werden. Man kann sie sich wie Jarvis aus Iron Man vorstellen: intelligente Systeme, die sich fließend zwischen klassischen 2D-Desktops, immersiven Displays und holografischen Schnittstellen bewegen, auf komplexe menschliche Eingaben reagieren, Intentionen antizipieren und kontextabhängige Visualisierungen sowie Aktionen direkt in der physischen Welt erzeugen. Mein Ziel ist es, diese Entwicklung aktiv mitzugestalten – indem ich sie an realen wissenschaftlichen und industriellen Herausforderungen ausrichte und sicherstelle, dass diese Agenten sicher, transparent und menschenzentriert bleiben, und indem ich die nächste Generation von Forschern ausbilde, die sie entwickeln werden.
