Ein AR-System zur Unterstützung des technischen Servicepersonals in Windenergieanlagen kam in Tests bestens an.
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Damit sich der Mensch auch künftig als Akteur in digital gesteuerte, automatisch ablaufende Prozesse der Industrie 4.0 einschalten kann, bedarf es neuartiger, adaptiver Benutzerschnittstellen. Dazu gehören 3D-Datenbrillen, deren Nutzer neben der vor ihnen liegenden realen Umgebung in der Blickfeldanzeige der Brille auch virtuelle Einblendungen sehen können. Diese erweiterte Realität – Augmented Reality (AR) – erlaube es, "dem Benutzer Informationen situationsabhängig dort anzuzeigen, wo sie benötigt werden: Direkt im Blickfeld und auf dem betreffenden Objekt", erklären die Springer-Autoren auf Seite 153 im "Handbuch Industrie 4.0 Bd.1".
Intelligente Assistenzsysteme auf Basis von AR werden die Arbeitswelt der Zukunft prägen. Während große Unternehmen bereits AR einsetzen, hinken kleine und mittlere Unternehmen häufig noch hinterher. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und Forschung entwickeln und evaluieren deshalb Wissenschaftler der Hochschule Ostwestfalen-Lippe in Lemgo im Projekt MARI für diese Unternehmensgruppe den Prototypen eines modularen und intelligenten AR-basierten Assistenzsystems. "Das zu entwickelnde System wird mobil sein und ist dadurch für viele Anwendungsszenarien geeignet. Indem es neue Tätigkeiten bereits während der einmaligen Durchführung erlernt und ein breites Spektrum industrieller Tätigkeiten abdeckt, können die Beschäftigten auch mittels künstlicher Intelligenz unterstützt werden", sagt Carsten Röcker, Projektleiter und Vorstand am Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Hochschule OWL.
Der modulare Aufbau ermögliche eine einfache und schnelle Anpassung des Systems an verschiedene Tätigkeiten in der Fertigung, Montage oder Qualitätssicherung. Das System könne durch die integrierte Sensorik Arbeitstätigkeiten multimodal erkennen, analysieren und hieraus Modelle für die zukünftige Assistenz von manuellen Tätigkeiten bilden. "Unsere Vision ist Wissenstransfer und eine Erleichterung von Arbeitsschritten, beispielsweise bei der Fehleranalyse und Wartung von Anlagen", resümiert Röcker.
"Einfach zu handhaben"
Auch in der Logistik ist der AR-Einsatz inzwischen gang und gäbe, heißt es in einer Mitteilung des Bremer Instituts für Produktion und Logistik an der Universität Bremen (BIBA). Dort haben Forscher kürzlich die Ergebnisse des Projekts "AR Maintenance System" vorgestellt: ein Assistenzsystem mit Datenbrille zur Unterstützung des technischen Servicepersonals in Windenergieanlagen. Nun könne AR auch in der Instandhaltung (Maintenance) die Arbeit erleichtern. Das System hilft zum Beispiel bei der Navigation. So leitet es in den komplexen Windenergieanlagen (WEA) auf sicheren Wegen zu den Einsatzorten. Dort liefert es dann Informationen, die zur Erledigung der Wartungs- oder Reparaturaufträge erforderlich sind, und es hält dafür zum Beispiel technische Datenblätter parat. Über ein mit dem System verbundenes Tablet und per Handgesten lassen sich nach Bedarf auch weitere Informationen abrufen und in die Brille einblenden. Zudem sei es möglich, über sichere Online-Datenverbindungen externe Hilfe in Anspruch zu nehmen und zum Beispiel live Experten in aller Welt zuzuschalten. BIBA-Leiter Michael Freitag ist begeistert, denn WEA-Servicetechniker bewerteten bei Tests das System als "prima" und "sehr einfach zu handhaben".
Von Augmented Reality zu Mixed Reality
Aktuelle AR-Brillen haben ein relativ kleines Sichtfeld, die Menge der Informationen aber steigt mit der Komplexität der Anwendungen. Erfahrungswerte zeigten, so Ernst Kruijff vom Institute of Visual Computing (IVC) der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, dass die Fülle von Bildinformationen eher reduziert werden müsse, damit sie gewinnbringend verarbeitet werden könne, ohne dass die Verständlichkeit oder Bedienbarkeit leide. Gemeinsam mit Partneruniversitäten aus den USA und Japan arbeitet er seit Kurzem an einem AR-Projekt, bei dem die "HoloLens" von Microsoft in einem neuartigen Ansatz Augmented Reality mit multisensorischem Feedback kombiniert. Für die Wissenschaftler bedeutet dies, visuelle Reize und andere Informationen teilweise in taktile oder auditive Inhalte zu übersetzen.
Multisensorisches Feedback
Eine Forschungsfrage in diesem Zusammenhang ist, ob der Nutzer Informationen mit multisensorischem Feedback besser verarbeiten kann. Diese Informationen können zum Beispiel durch eine leichte Vibration, ähnlich einem leichten Kribbeln am Kopf, weitergegeben werden. Die Vibration kann von verschiedenen Seiten kommen, um dem Nutzer mitzuteilen, in welcher Richtung weiterführende Informationen zu finden sind. Um zu bestimmen, welche Information übersetzt werden sollen, kommt in Kruijffs Forschungsansatz das sogenannte Eye-Tracking zum Einsatz. Eye-Tracking berechnet die Blickrichtung des Nutzers, um zu verstehen, welche Objekte der Nutzer fokussiert, um ihm daraus resultierend die passenden Informationen zu geben.