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Mehr als Pokémon Go Goldene Aussichten für Augmented Reality

14.11.2018

Im Sommer 2016 eroberte Augmented Reality (AR) den globalen Markt für Verbraucherelektronik: Mit dem Smartphone im Gepäck durchstreiften Millionen von Menschen Parks und Einkaufszentren, um mit dem Spiel Pokémon Go Jagd auf virtuelle Monster zu machen. AR ist jedoch nicht nur eine Spielerei. Die Technologie hat in der Industrie, im medizinischen Bereich oder in der militärischen Ausbildung erfolgreich Einzug gehalten.

Pokémon Go verpflanzte eine Welt voller mythischer Geschöpfe in das Hier und Jetzt. Jenseits multimedialer Unterhaltung hilft uns AR jedoch auch, unsere Umgebung besser zu verstehen. Die Technologie können wir anders sehen, hören und berühren: Grafiken, synthetisierter Sound und haptische Vibrationen lenken unsere Aufmerksamkeit auf wichtige Aspekte unserer Umgebung, kennzeichnen reale Objekte und liefern hilfreiche Daten. Außerdem kann AR mittels Head-up-Display oder Tablet Animationen in unser Blickfeld projizieren, sodass Anwender leichter erkennen, wie sich bestimmte Handlungen auf ihr Umfeld auswirken.

Wichtig ist eine Facette von AR, die nicht unmittelbar ins Auge fällt: die Fähigkeit, die Außenwelt zu interpretieren und in Echtzeit Rückschluss auf eventuell eintretende Ereignisse zu geben. Diese mit Interaktivität kombinierte Rechenintelligenz kann neue Entwicklungen in vielen Branchen einläuten.

Einfacher als konventionelle Wartungshandbücher

Studien von Herstellern zeigen, dass Wartungstechniker bis zu ein Drittel ihrer Arbeitszeit damit verbringen, in Print- oder Online-Handbüchern nach benötigten Wartungs- und Reparaturhinweisen zu suchen. Viele Unternehmen haben die Erfahrung gemacht, dass konventionelle Wartungshandbücher zwar einfach anzufertigen sind, aber manchmal das Verständnis erschweren und missverständliche Anweisungen und Diagramme enthalten.

Video-Handbücher stellen eine Antwort auf diese Problematik dar. Sie besitzen den Vorteil, dass sie visuell veranschaulichen, wie Geräte zerlegt, repariert und wieder zusammengebaut werden müssen. Doch selbst in diesem Fall sind einige Abläufe nicht vollkommen klar, da einzelne Schritte im Video zu schnell abgehandelt werden oder nicht gut erklärt sind. AR kann dieses Problem beheben.

Derzeit kommen AR-Anwendungen auf den Markt, die mittels Daten aus CAD-Tools das Videosignal einer Kamera, die die Arbeit eines Wartungstechnikers überwacht, mit Animationen koppeln, die illustrieren, wie Equipment zerlegt, repariert und wieder zusammengebaut werden muss. Die Software analysiert das Livebild, um geeignete Vorgehensweisen zu identifizieren, die anschließend visualisiert werden und dem Techniker als Orientierung dienen. Konnektivität spielt in diesem Gesamtpaket eine wichtige Rolle. Daten müssen also nicht lokal gespeichert werden.

Anweisungen direkt aufs Tablet

AR setzt auf Kommunikationsstandards wie 5G, die eine hohe Bandbreite mit geringen Latenzzeiten kombinieren. Per Funkverbindung können AR-fähige Geräte auf Remote Server zugreifen, um benötigte Ersatzteile und Reparaturschritte zu identifizieren. Nach dem Abruf der Informationen kann dem Techniker mitgeteilt werden, was als nächstes zu tun ist – die Anweisungen erscheinen direkt am Reparaturort auf einem Head-Mounted Display oder Tablet.

Ein Merkmal dieses Feedbacks: Mithilfe der bereitgestellten Informationen kann die Sicherheit verbessert und das Schadensrisiko verringert werden. Muss ein Techniker im Rahmen von Wartungsarbeiten einen Anlagenteil abschalten, kann die Software die hierfür benötigten Schritte einblenden, bis der Teil der Aufgabe abgeschlossen ist. Nachdem der Strom abgeschaltet wurde, kann mit dem nächsten Abschnitt der Demonstration fortgefahren werden.

Wird das System anschließend wieder zusammengesetzt, kann das AR-Gerät und das mit ihm verbundene Servernetzwerk die Vorgehensweise kontrollieren, um sicherzustellen, dass Bauteile in der richtigen Reihenfolge ausgetauscht und ordnungsgemäß eingesetzt werden. Eine derartige Kontrolle muss nicht ausschließlich auf Wartungsaufgaben beschränkt sein – sie kann ebenso im Fertigungswesen zum Einsatz kommen, wo sie reale Werkzeuge in die „erweiterte Realität“ integrieren kann.

Ein zentrales Kriterium bei der Gerätemontage in sicherheitskritischen Umgebungen ist, dass Befestigungselemente wie Schrauben mit dem korrekten Drehmoment angezogen werden. Üblicherweise nimmt ein separates Team die Prüfung derartiger Befestigungselemente vor. Darüber hinaus muss festgestellt werden, ob ein Fließbandarbeiter zur Leistungsoptimierung eigens geschult werden muss.

Mit AR die eigene Arbeit überprüfen

Mittels AR und Sensoren in Produktionswerkzeugen kann jeder Arbeiter seine Qualität selbst überwachen. Durch eine Messung der Kraft, die das Werkzeug auf das Befestigungselement anwendet, und die Übermittlung dieser Daten an die AR-Software, erhält der Techniker ein sofortiges visuelles oder taktiles Feedback zum Status der Schraube. Über ein Head-Mounted Display eingeblendete Grafiken illustrieren ohne Einsatz der Hände, wie stark das Befestigungselement angezogen ist und ob es sich im gewünschten Bereich befindet. Ein Vibrationsmotor im Werkzeug könnte sich aktivieren, wenn ein Grenzwert zu überschritten werden droht – ähnlich einem Fahrerassistenzsystem, das den Fahrer vor dem Verlassen der Fahrspur warnt.

Eine bessere Gesundheitsversorgung

Medizinische Behandlungen bieten verschiedene Möglichkeiten zum Einsatz von AR. So verfolgt beispielsweise ein Start-up-Unternehmen das Ziel, Venenpunktionen effektiver zu gestalten. Viele Patienten haben Venen, die mit menschlichem Auge schwer auszumachen sind. Oft sind mehrere Einstiche vonnöten, bevor eine geeignete Vene gefunden wird. Software kann mithilfe elektronischer Sensoren Venen ausfindig machen und sie grafisch auf einem Display einblenden, damit Krankenpfleger sehen können, wo der Einstich vorgenommen werden muss.

Fortschrittliche Sensortechnologien wie Magnetresonanztomographie können Chirurgen zum Beispiel dabei helfen, ohne schädliche Röntgenstrahlen Tumore im Körper eines Patienten zu lokalisieren. So lassen sich nicht nur Operationen besser strukturieren und planen, es kann auch die Position von Inzisionen im Rahmen eines Eingriffs genauer bestimmt werden.

Andere Einsatzmöglichkeiten

In vielen Fällen können eingeblendete Grafiken wertvolle Einblicke liefern, wie sich Änderungen auf ein Design auswirken. So setzen Supermarktketten handelsübliche AR-Geräte wie Google Glass bereits probeweise ein, um für die korrekte Anordnung von Produkten im Regal zu sorgen.

Ins Blickfeld des AR-Anwenders gerückte Grafiken müssen dabei nicht synthetischer Natur sein. AR bringt auch Menschen zusammen, die sich an unterschiedlichen Orten befinden. So entstand in Kooperation mit der Forschungsabteilung der US-Armee ein Trainingsprogramm, das für militärische Übungen synthetische Avatare von Ausbildern in das Blickfeld von mit Headsets ausgestatteten Soldaten projiziert. Eine derartige synthetische Umgebung kann die Armeeausbildung flexibler gestalten: Soldaten sind nun in der Lage, bei Bedarf jederzeit eine Übung zu absolvieren – ob in der Kaserne oder im Einsatz.

Wie zahlreiche aktuelle Projekte zeigen, kann Augmented Reality weit mehr, als nur für unsere Unterhaltung zu sorgen. Die Überlagerung der Realität mit virtuellen Bildern birgt großes Potenzial für Anwender in Bereichen wie der Industrie, der Medizin, dem Einzelhandel, dem Bildungswesen und der militärischen Ausbildung.

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