Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS
Schreibtrainer
Motivation
Gute Handschrift ist wesentlich für den effizienten Wissenserwerb. Aktuelle Studien zeigen, dass Studierende in Vorlesungen durch handschriftliche Notizen signifikant mehr Wissen behalten, als wenn sie lediglich zuhören. Das Schriftbild und die Rechtschreibung beim Übertritt in weiterführende Schulen ist jedoch bei einem Drittel der Schülerinnen und Schüler ungenügend und bei einem weiteren Drittel sogar mangelhaft. Beim Erwerb der Handschrift, als erste große Hürde in der schulischen Ausbildung, sind drei wesentliche Aspekte zu berücksichtigen:
- Automationsgrad der Schreibmotorik
- Leserlichkeit der Schrift
- Rechtschreibung
Als ein Hauptgrund für wesentliche Mängel in diesen Punkten wird die fehlende Übung im Unterricht gesehen. Ein zentrales Ziel des Projekts Schreibtrainer ist daher, Kindern neuartige, intelligente Hilfsmittel zur Verfügung zu stellen. Die Hilfsmittel unterstützen dabei, den Automationsgrad ihrer Handschrift, ihr Schriftbild und ihre Rechtschreibung selbstständig zu verbessern. Dies erlaubt nicht nur ein Üben außerhalb der Schule, sondern unterstützt auch bei der Entlastung und der zielgerichteten Arbeit von Lehrkräfte.
Technologien und Kompetenzen
Das Projekt Schreibtrainer zielt auf die Entwicklung der technologischen Basis, um zuverlässig Informationen zum Automationsgrad und eventueller motorischer Defizite in der Handschrift von Schülerinnen und Schülern zu erkennen und bereits beim Schreiben auf Rechtschreibfehler hinzuweisen. In enger Zusammenarbeit mit unserem Partnern STABILO werden dafür auf Sensorebene die Schritte der Signalverarbeitungskette optimiert und die Fusion der Sensordaten des Stifts verbessert. Zudem werden zusammen mit dem Partner Kinemic aktuelle Ansätze des maschinellen Lernens verwendet und weiterentwickelt um Buchstaben und Wörter anhand der Stiftsensorik zu erkennen.
In einem weiteren Schritt werden prototypisch neue Übungskonzepte erprobt, die eine Verbesserung der Automation der Handschrift, der Rechtschreibung und des Schriftbildes ermöglichen sollen. Die Umsetzung in Form einer App wird durch unseren Projektpartner STABILO realisiert. Die Bereitstellung von Lerninhalten, auf Basis aktueller didaktischer Konzepte, erfolgt durch einen weiteren Projektpartner, der Universität des Saarlandes mit dem Lehrstuhl Fachdidaktik Deutsch.
Das Fraunhofer IIS übernimmt im Projekt Schreibtrainer die Gesamtprojektkoordination und steht beratend bei der Bearbeitung der technologischen Herausforderungen zur Seite. Zudem entwickelt das Fraunhofer IIS Lösungen um die Kalibration des Stiftes zu verbessern und die Fusion der Sensordaten des Stiftes zu optimieren. Mit der Entwicklung eines komplementären Kamerasystems erforscht das Fraunhofer IIS zudem wie die Schriftspurrekonstruktion und die Stillstandserkennung durch zusätzliche Sensorik verbessert werden kann. Die vorhandene Messinfrastruktur sowie die Expertise bei der Durchführung von Messkampagnen ermöglichen es dem Fraunhofer IIS zudem Ground-Truth Daten der Schriftspur bereitzustellen. Diese können dann zu Validierungszwecken und als Referenzdaten für das Training künstlicher neuronaler Netze, zur Wort- und Zeichenerkennung, genutzt werden.
Angebot
Auf Basis des in diesem Projekt entwickeltem Know-How bieten wir die Möglichkeit, auf Ihren Anwendungsfall optimierte Arbeiten zu Sensorfusion und Integration von Ansätzen zu Machine Learning zu nutzen. Daneben können wir unser Know-How im Bereich der Messung und Evaluierung von Technologien der Sensorik sowie Lokalisierung nutzen, um für Sie maßgeschneiderte Messdienstleistungen zu bieten.
Anhand unseres weltweit einzigartigen Test- und Anwendungszentrum L.I.N.K. ist es möglich, sehr anwendungsnah Situationen zu Test- und Demonstrationszwecken nachzubilden.
Mit seiner fundierten Expertise in der Lokalisierung, Sensorfusion und Machine Learning ist das Fraunhofer IIS ein verlässlicher Partner für gemeinsame, nationale und internationale F&E-Projekte.