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Augmented Reality ist auf dem Vormarsch

Forschung

Augmented Reality ist auf dem Vormarsch

Augmented Reality ist längst mehr als eine technische Spielerei. Schon heute ist der Einsatz virtueller Elemente im Arbeitsalltag produzierender Unternehmen auf dem Vormarsch – und das quer durch alle Anwendungsbereiche von Konstruktion bis hin zur Instandhaltung. Die AR-Forscher vom Exzellenzcluster für Kognitive Interaktionstechnologie (Citec) der Universität Bielefeld möchten im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts mit der Bielefelder Ceyoniq Technology GmbH den Potenzialen von AR insbesondere in Enterprise Content Management-Prozessen gezielt auf den Grund gehen.



Bild: Ceyoniq Technology GmbH

Fertigungsprotokolle, Prüfberichte, Aufbaubeschreibungen, Bedienungs- oder Wartungsanleitungen – in Industrieunternehmen begleitet täglich eine Vielzahl unverzichtbarer Dokumente die Produktionskette. Bei einem Standardauftrag eines deutschen Maschinenbauers liegt die Gesamtzahl der notwendigen Dokumente nicht selten im vierstelligen Bereich. Viele Betriebe haben sich dementsprechend in den letzten Jahren moderne ECM-Technologien zunutze gemacht, um das interne und externe Informationsmanagement zu digitalisieren und die dazugehörigen Prozesse zu beschleunigen. Doch stellt die Arbeit mit digitalen Informationen und Dokumenten Mitarbeiter im Produktionskontext immer wieder vor Herausforderungen.

Am Exzellenzcluster für Kognitive Interaktionstechnologie (Citec) der Universität Bielefeld wird im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojektes mit dem Bielefelder ECM-Spezialisten Ceyoniq Technology den Potenzialen von Augmented Reality (AR) [1] im Bereich des innerbetrieblichen Informationsmanagements auf den Grund gegangen. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Gestaltung der immersiven Nutzerschnittstelle, die es den Anwendern erlauben soll, mit digitalen Objekten auf ähnlich natürliche Art und Weise umzugehen, wie mit realen Objekten. Die Leitfrage lautet: Wie lassen sich die bereits verfügbaren virtuellen Technologien heute oder in naher Zukunft für eine Verbesserung der Arbeit mit digitalen Daten einsetzen?

Virtueller Dokumentenpool

In den Simulationen des Citec können Nutzer bereits heute virtuelle Dokumentenprozesse erleben, beispielsweise in Gestalt eines komplexen Versionierungssystems, das über die Metapher einer Bibliothek abgebildet wird. Wenn User sich mit dem System verbinden, erscheint für jeden interessanten Bereich der Daten eine Regalreihe. Jedes Regal steht dabei für einen versionierten Satz an Dateien und jede Datei wird als Objekt im Regal dargestellt. Dokumente erscheinen dann beispielsweise als Bücher, Bilder oder als Fotorahmen. CAD-Modelle stehen einfach als 3D-Modell im Regal. Der Anwender kann sich nun virtuell durch die so entstandene Bibliothek bewegen und die Strukturen inspizieren. Das alles wird dabei in Lebensgröße dargestellt. So können Nutzer alles betrachten und mit den Händen mit den Objekten interagieren, zum Beispiel einzelne Dokumente aus einer bestimmten Version aus den Regalen nehmen. In einem anderen Demonstrator wird ein realer Arbeitsplatz mit einem virtuellen Arbeitsplatz gekoppelt, sodass der Mensch digitale Objekte aus der Datenbank ‚greifen‘ und sie auf einem, den realen Arbeitsplatz überlagernden, virtuellen Arbeitsplatz ablegen kann. Im realen Produktionskontext könnten Mitarbeiter somit auf alle relevanten digitalen Dokumente eines Netzwerks zugreifen, ohne dass sie sich an einem physischen Rechner beziehungsweise Arbeitsplatz befinden müssten – allein auf Basis einer Datenbrille, durch welche die physische Realität mit virtuellen Elementen und dahinterliegenden, digitalen Informationen überlagert wird.

Aus dem Labor in die Praxis

Eine große Herausforderung beim Transfer von AR-Technologien in die unternehmerische Praxis besteht jedoch nach wie vor darin, Wissenschaft und Wirtschaft sprachlich wie inhaltlich auf einen Nenner zu bringen. Die Wissenschaftler stehen vor der Herausforderung, den zu modellierenden Ausschnitt aus den praktischen Arbeitsprozessen so weit zu verstehen, dass sie ein effektives immersives Interface dafür gestalten können. Diese Anforderung unterscheidet sich grundsätzlich kaum von der Erstellung eines normalen Web-Interfaces oder einer mobilen App. Die auf wissenschaftlicher Ebene eingesetzten Technologien sind teilweise jedoch noch neu für die Industriepartner, sodass bei Projektbeginn zunächst Aufklärungsbedarf besteht. Das fängt schon auf der untersten technischen Ebene an: So wird in der Forschung beispielsweise primär auf freie Betriebssysteme und Entwicklungsumgebungen gesetzt, wie Linux, GNU C++ oder Eclipse als IDE. In Unternehmen sieht dies meist anders aus. In der aktuellen Zusammenarbeit mit Ceyoniq konnte man sich allerdings direkt ohne Reibungsverluste verständigen.

Wieviel virtuelle Realität?

Die Debatte um den Einsatz virtueller Technologien im Arbeitsalltag wird meist begleitet von der Sorge, Mitarbeiter könnten im neuen Umfeld überfordert sein. Ziel sollte es jedoch sein, dass die virtuelle Realität genau das Gegenteil bewirkt: Richtig eingesetzt, werden durch entsprechende Techniken die Arbeitsprozesse transparenter und leichter zu verstehen, da komplizierte Sachverhalte auf Bekanntes zurückgeführt und Verknüpfungen offensichtlich gemacht werden. Bildet zum Beispiel ein Dokument wie eine Wartungsanleitung in einem Fertigungsunternehmen den Kern eines Arbeitsschrittes, so kann mittels AR-Techniken das physische Dokument erkannt und direkt mit den hinterlegten Daten im Dokumentenmanagementsystem verknüpft werden. In einer aktuellen Beispielanwendung des Citec werden dann direkt um das Dokument herum Schaltflächen angezeigt, mit denen man dessen Verfügbarkeit bestätigen oder weitere, mit dem Vorgang verknüpfte, audiovisuelle Inhalte aufrufen kann – per Knopfdruck auf einen virtuellen Bestätigungsschalter, der direkt auf dem Papierdokument angezeigt wird. Anwender müssen also keinen Rechner einschalten, keine Eingabemaske öffnen, keine umständliche Bearbeitungsnummer eingeben oder in der Maske nach dem Feld zur Bestätigung suchen. Tatsächlich sind es die heutigen Nutzerschnittstellen, die fortlaufend überfordern, weil es zwischen den realen Objekten und den digitalen die natürliche Barriere des Bildschirms gibt.

Der Status quo

Die fortschreitende technologische Entwicklung im Bereich der Smartphones hat bereits jetzt dazu geführt, dass die notwendige Rechenkapazität mittlerweile mobil verfügbar ist. Auch die Display-Technologien erreichen mittlerweile die notwendigen Auflösungen. Für viele Menschen ist der Umgang mit dem Smartphone zudem selbstverständlich geworden. Die notwendigen Techniken der Erweiterten Realität setzen dort nicht mehr viel darauf, sodass eine größere Verfügbarkeit im Arbeitsumfeld in zwei bis drei Jahren zu erwarten ist.

Über das Citec:

Technische Systeme intuitiv bedienbar machen: Das ist die Aufgabe des Exzellenzclusters Kognitive Interaktionstechnologie (Citec) der Universität Bielefeld. Die fächerübergreifende Forschung am Citec wird in vier Bereiche gebündelt: Bewegungsintelligenz, Systeme mit Aufmerksamkeit, Situierte Kommunikation sowie Gedächtnis und Lernen. Die rund 250 Mitglieder kommen aus 31 Forschungsgruppen und fünf Fakultäten der Universität Bielefeld: Biologie, Linguistik und Literaturwissenschaft, Mathematik, Psychologie und Sportwissenschaft sowie aus der Technischen Fakultät. Citec ist Teil der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder.