Welche Möglichkeiten bieten Virtual Reality (VR) und Mixed Reality (MR) Anwendungen im Engineering smarter, vernetzter Produkte?
Welche Potentiale lassen sich mit Hilfe von modernsten Virtualisierungstechniken erschließen?
Antworten auf diese Fragen und erste Eindrücke machen die XR Demonstratoren im e4lab erlebbar.
Der Überbegriff Erweiterte Realität (XR) beinhaltet Virtual Reality (VR) und Mixed Reality (MR).
VR beschreibt eine ausschließlich Computer-generierte, realitätsnahe virtuelle Umgebung, die als Benutzerschnittstelle dient. Der Anwender bekommt den Eindruck, dass diese virtuelle Realität der tatsächlichen Realität entspricht. Dazu werden die Sinne (der visuelle, der akustische und der Tastsinn) des Menschen durch technische Hilfsmittel getäuscht.
MR untergliedert sich in Augmented Reality (AR) und Augmented Virtuality (AV). AR überlagert die reale Benutzerperspektive durch Computer-generierte Informationen, ohne dabei die reale Umgebung direkt einzubinden. AV dagegen erfasst die Reale Umgebung und ermöglicht damit den direkten Zusammenhang von Computer-generierten virtuellen Ergänzungen mit der tatsächlichen Realität.
VR-Szenario am Beispiel des KaRaT e.V. Rennwagens
In Zusammenarbeit mit dem KaRaT-Racingteam wurde ein VR Szenario erarbeitet, in dem der virtuelle Rennwagen in einer virtuellen Testumgebung betrachtet werden kann. Der Benutzer taucht unabhängig der realen Umgebung, mithilfe eines Head-Mounted Displays (HMD), vollkommen in eine Virtuelle Realität ein. Im sogenannten Design Review kann er sich um das Fahrzeug herum frei bewegen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit durch zwei Controller mit dem virtuellen Modell zu interagieren, indem am Fahrzeug Aktionen ausgelöst werden können.
Methoden der Virtuellen Realität werden häufig in den frühen Phasen der Produktentstehung z.B. in Design Reviews eingesetzt, um die geometrischen, technologischen, interaktiven, physikalischen Eigenschaften und umweltbeeinflussenden Faktoren eines Produkts erfahrbar zu machen.
MR-Szenario zur Integration von smarten Produkt Teilsystemen in ein übergeordnetes Ökosystem am Beispiel des Testbeds der „Autonomen Baustelle“
In einem MR Szenario wurde ein neuer Ansatz zur Smarten Produkt Ökosystem Integration am Testbed der „Autonomen Baustelle“ validiert. Das Konzept adressiert die frühe Absicherung der systemübergreifenden Integration neuer smarter Produkt Teilsysteme in ein bestehendes Ökosystem. Basierend auf Produkt-Informationen sowie -Modellen aus den jeweiligen Digitalen Zwillingen wurde ein MR-basiertes Integrations-Szenario, als eine Art kollaborativer Lösungsraum für die Durchführung und das Testing aller relevanter Anforderungen im Absicherungsprozess, erstellt.
Dabei wurde von dem im Betrieb befindlichen physischen Testbed als bestehendes Ökosystem ausgegangen in das zur Erweiterung von zusätzlichen Services eine smarte Fahrzeugwaage integriert werden musste. Anforderungen an die Fahrzeugwaage waren unter anderem die informationstechnische Vernetzung zu betreffenden Fahrzeugen sowie die systemübergreifende Übermittlung und Bereitstellung der Messwerte.
Mit Hilfe einer HoloLens 2 wurde eine rein virtuelle smarte Fahrzeugwaage in den laufenden Betrieb der Autonomen Baustelle integriert. Das neue virtuelle smarte Produkt Teilsystem ist dabei funktional sowie prozesstechnisch vollkommen einsetzbar. Durch Handtracking kann das virtuelle Modell an beliebigen Einsatzorten positioniert werden. Das Räumliche Bewusstseinssystem ermöglicht das Erkennen von Geometrien der Umgebung einschließlich anderer smarter Produkte. Dies erlaubt die Interaktion zwischen virtuellen Modellen und der realen Welt. Das Modell der Fahrzeugwaage kann damit auf dem Boden positioniert werden und das Fahrzeug kann diese überqueren, ohne, dass sie das physische Fahrzeug trotz virtueller Einblendung optisch überlagert verdeckt. Zum Abschluss der Gewichtsmessung kann über eine Einblendung der HoloLens 2 ein fiktiver Messwert eingegeben werden, der innerhalb der MR Anwendung an die verwaltende übergeordnete Plattform übertragen wird. Das Fahrzeug verlässt im Anschluss die virtuell integrierte Fahrzeugwaage.
Dieses Beispiel zeigt eindrucksvoll die Möglichkeiten der Verschmelzung von Realität und Virtualität mit Hilfe von Mixed Reality.
Weitere Informationen zum Forschungsdemonstrator finden Sie auf der Unterseite der “Autonomen Baustelle”.
Weitere Anwendungsbeispiele für X-Reality
