Reisen in die Realität 4.0

Industriedialog An der Hochschule Aalen erklären Forscher, wie digitale Roboter in realen Fabriken platziert werden – und warum es Nutzern von Virtual Reality manchmal schlecht wird.
  • Die Edge-Cloud-Software der Hochschule Esslingen – hier präsentiert von Doktorand Marc Schnierle – macht es möglich, dass digitale Zwillinge von Maschinen in realen Produktionshallen eingesetzt und erprobt werden können. Foto: Oliver Giers

Aalen

Augmented Reality - erweiterte Realität. So heißt es, wenn innerhalb der Wirklichkeit virtuelle Objekte wie beispielsweise Roboter auftauchen: sichtbar etwa mit einer Datenbrille. Beim Industriedialog an der Hochschule Aalen zeigte Prof. Dr. Sascha Röck von der Hochschule Esslingen auf, wie die Industrie diese erweiterten und gemischten Realitäten nutzen kann. Prof. Dr. Carsten Lecon von der Hochschule Aalen beschrieb anschließend eine Kehrseite virtueller und interaktiver Anwendungen: die Kinetose, eine Art Seekrankheit.

Röck leitet an der Fakultät für Maschinenbau seiner Hochschule das vom Land geförderte Virtual Automation Lab. Mit seinem Team hat er eine Software entwickelt: Die Daten werden in einer Edge Cloud - also außerhalb, am Rand des Firmennetzwerks - verarbeitet. Diese Cloud ist die Schnittstelle zwischen den realen Geräten in einer Fabrik und der virtuell erzeugten Realität.

Angezeigt werden die Daten mithilfe eines Webbrowsers, also plattformunabhängig, egal auf Tablet oder per Virtual-Reality-Brille.

Während Röck die IT-Grundlagen erläuterte, demonstrierte Doktorand Marc Schnierle den Einsatz der Edge-Cloud-Software praktisch: Was er auf seiner Datenbrille sah, wurde den Zuschauern live auf den Monitor übertragen: Er holte einen virtuellen Roboter in die Aula der Hochschule Aalen und platzierte ihn im mitten im Raum. Er steuerte ihn per Handbewegung und ließ ihn definierte Operationen ausführen.

Setzen Unternehmen solche digitalen Zwillinge echter Geräte in ihren Produktionshallen ein, können sie Daten gewinnen, Abläufe erproben und dabei den Roboter oder die Maschine von allen Seiten betrachten. „Die virtuelle Inbetriebnahme ist schon gängige Praxis“, sagte Röck, dessen Hochschule unter anderem mit dem Göppinger Pressenhersteller Schuler und Topex Etikettiermaschinen kooperiert. Bis zum Ende des Jahres will die Hochschule die Edge-Cloud-Software, die in einem transportablen Gerät steckt, auch Firmen zum Kauf anbieten.

Reisekrankheit erschwert Einsatz von Virtueller Realität

Die virtuelle Inbetriebnahme ist schon gängige Praxis.

Sascha Röck
Hochschule Esslingen

Wer in virtuellen Welten unterwegs ist, dem kann schon mal schwindelig oder übel werden: Kinetose oder Reisekrankheit heißt diese Diagnose, die der Aalener Informatikprofessor Carsten Lecon näher beleuchtete: Tritt Kinetose auf, so kann das den Einsatz von virtueller Realität gerade in Unternehmensanwendungen wie Training, Tests oder autonomem Fahren erschweren.

Warum tritt Kinetose auf? Lecon stellte verschiedene Erklärungsmuster vor: Die Diskrepanz zwischen dem, was das Auge sieht und dem, was der Gleichgewichtsapparat wahrnimmt, könnte eine Rolle spielen, ebenso, dass das Gehirn von einer Vergiftung oder Erkrankung ausgeht.

Die gängigen Heilmittel gegen die Reisekrankheit reichen von traditionellen Methoden - kurzzeitig die Augen schließen, Ingwer-Präparate schlucken oder ein Akupressur-Armband tragen - bis hin zu speziellen Rollschuhen, die beim Eintauchen in virtuelle Welten getragen werden. Licht-Stimulation, ein Stirnband, das Vibrationen am Kopf erzeugt, oder ein vom Deutschen Institut für Luft- und Raumfahrttechnik entwickelter Tongenerator, der die Nerven entspannt, sind weitere Lösungsansätze.

Die Forscher der Hochschule Aalen unterdessen machen sich vor allem Gedanken, wie die virtuelle Umgebung selbst angepasst werden kann, damit die Reisekrankheit nicht oder nur schwach auftritt. Zahlreiche Tests und Versuche haben Verschiedenes ans Licht gebracht: Es hilft gegen Kinetose, wenn sich ein virtuelles Szenario nicht automatisch horizontal bewegt, sondern nur dann, wenn der Nutzer selbst den Kopf dreht.

Wichtig ist es, einen Fixpunkt zu besitzen, deshalb können eine virtuelle Nase, ein eingeblendetes Cockpit, Lenkrad oder Helm unterstützen. Simulierter leichter Schneefall, Laubfall oder Regen sind hilfreich. Der Sichtbereich sollte außerdem nicht zu groß sein, vor allem sollte es keine Bewegungen am Rand des Sichtsfeldes geben. Statt Schwenks zu vollziehen, sollte die Software den Betrachter gleichsam von einem Ort zum anderen teleportieren. Reagiert die Software schnell auf die Bewegungen der Nutzer, so sinkt die Gefahr einer Kinetose, so Lecon, der unter anderem aus diesem Grund möglichst leistungsfähige Hardware empfahl.

Simulierte Beschleunigungen sorgen eher dafür, dass es den Nutzern schlecht wird, während ablenkende Fragen dieses Risiko mindern. Insgesamt sollte bei der Nutzung von Virtual-Reality-Anwendungen die Dauer von 20 Minuten nicht überschritten werden, betonte Lecon.

© Wirtschaft Regional 10.04.2019 12:25
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