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Augmented und Virtual Reality in der Industrie

| Autor: Klaus Länger

Mit Datenbrillen wie der Hololens 2 von Microsoft können Hinweise direkt ins Blickfeld von Servicetechnikern eingeblendet werden.
Mit Datenbrillen wie der Hololens 2 von Microsoft können Hinweise direkt ins Blickfeld von Servicetechnikern eingeblendet werden. (Bild: Microsoft)

Im industriellen Internet der Dinge dreht sich alles um Daten. Die können auch verwendet werden, um mit Augmented oder Virtual Reality die Bedienung und Wartung oder die Produktentwicklung zu erleichtern. Die digitalen Zwillinge halten Einzug in die Realität.

Augmented Reality wird bereits heute in der Industrie verwendet, um die Wartung oder die Bedienung von Maschinen zu vereinfachen. Der Einsatz von VR-Brillen ist in der Produktentwicklung schon seit Jahren etabliert. Sie werden ebenfalls für das Training von Mitarbeitern verwendet.

Erweiterte Realität mit Augmented- und Mixed-Reality

In der einfachsten und günstigsten Variante der Augmented Reality werden Tablets verwendet, die auf dem Display das Kamerabild der Maschine darstellen, die beispielsweise repariert werden soll. Über das Live-Bild legt die Software Bedienungshinweise, Schnittdarstellungen oder Detailbilder. Die zeitraubende Suche nach benötigten Informationen in Handbüchern wird so oft überflüssig. Zusätzlich kann beispielsweise ein räumlich entfernter Experte die Wartung oder Reparatur über das Livebild der Tablet-Kamera mitverfolgen und dem Techniker Hinweise geben.

Mit AR-Brillen haben die Techniker bei der Arbeit sogar beide Hände frei, da hier die Informationen in die Brille eingespiegelt werden. Teilweise kann hier auch eine ­Audioverbindung zu einem Operator hergestellt werden.

Eine Steigerung der Augmented Reality stellen Mixed-Reality-Brillen dar, die ihre Umgebung erkennen und virtuelle Objekte in einer Form einblenden können, dass sie real erscheinen. Zusätzlich erlauben sie über Tracking-Verfahren und Sprachsteuerung eine Interaktion mit virtuellen Objekten, was mit herkömmlichen AR-Brillen nur sehr eingeschränkt möglich ist. So kann das virtuelle Abbild eines realen ­Objekts „angefasst”, gedreht oder vergrößert werden. Auch ein virtueller Röntgenblick ist möglich.

Die erste dieser Brillen war die Hololense von Microsoft. Inzwischen gibt es zusätzlich die Magic Leap One und die gerade vorgestellte Hololens 2, die mit größerem Blickwinkel und verbessertem Tragekomfort aufwarten. Diese Brillen sind allerdings kostspieliger als einfache AR-Brillen. Bei entsprechend weit entwickelten Anwendungen kann der Träger einer Mixed-Reality-Brille direkt auf den digitalen Zwilling einer Anlage zugreifen, um sich etwa Hinweise auf besonders belastete oder beschädigte Bauteile direkt in das Sichtfeld einblenden zu lassen. Für die Hololens 2 existiert zudem neben Microsoft-eigenen Apps bereits eine ganze Reihe von Branchenlösungen diverser Softwarefirmen und mit dem Trimble XR10 ein Schutzhelm mit integrierter Brille. Da die Darstellungsqualität von MR-Brillen besser ist, als die von AR-Brillen, werden sie auch für Visualisierungen in der Produktentwicklung eingesetzt.

VR-Brillen für Entwicklung und Schulung

In den Entwicklungsabteilungen dominieren allerdings noch VR-Brillen, da hier die reale Umgebung keine Rolle spielt. Professionelle VR-Brillen verfügen zudem über größere und schärfere Displays und stellen so virtuelle Objekte mit deutlich höherer Qualität dar. Teilweise werden bereits 4K-Displays pro Auge verwendet. 360-Grad-Tracking mit externen oder internen Systemen ist Standard. Die virtuellen Objekte können über geeignete Controller oder ­Datenhandschuhe manipuliert werden. Handschuhe mit der Simulation von Widerstand und Haptik sind in der Entwicklung.

Für Schulungen und Training werden VR-Brillen ebenfalls verwendet. So nutzt etwa die Deutsche Bahn die Brillen, um Zug­begleitern die Bedienung des Hublifts für Rollstuhlfahrer im neuen ICE beizubringen, die immerhin 28 Arbeitsschritte erfordert. Auch Lokführer können schon im Vorfeld ihren zukünftigen Arbeitsplatz kennenlernen, bevor das Training im realen Führerstand beginnt.

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