Augmented und Virtual Reality in der Lehre von MINT-Fächern. Stand und Potential am Beispiel von zwei Pilotprojekten


Essay, 2019
22 Seiten, Note: 1.3

Leseprobe

IV. Inhaltsverzeichnis

I. Zusammenfassung

II. Abbildungsverzeichnis

III. Abkürzungsverzeichnis

IV. Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Aktueller Stand von Augmented/ Virtual Reality Technologien
2.1 Technologischer Hintergrund und Abgrenzung
2.2 Technologischer Stand und Einsatzbereiche aktuell
2.3 Marktanalyse Augmented/ Virtual Reality Gadgets und Software

3 Einsatz von Augmented/ Virtual Reality in der Lehre
3.1 Pilotprojekte
3.1.1 Praxiseinsatz von VR bei Audi
3.1.2 Praxiseinsatz von AR durch das Fraunhofer-Institut für Graphische
Datenverarbeitung
3.2 Forschung und Förderung

4 Möglichkeiten
4.1 Einsatzmöglichkeiten in Laboren der Hochschule Hof
4.2 Selbstkonzipiertes Trainingsbeispiel „Drehen einer Welle“
4.2.1 Brille im „Info Modus“ (Azubi betrachtet Maschine, ohne aktiv daran zu arbeiten)
4.2.2 Brille im „Prüfmodus“
4.2.3 Brille im „Arbeitsmodus“ (Maschine dreht sich)
4.3 Augmented/ Virtual Reality Unterweisungen

5 Grenzen von Augmented/ Virtual Reality in der Lehre
5.1 Ungeeignete Bereiche und Risiken

6 Fazit

V. Literaturverzeichnis

I. Zusammenfassung

Aufgrund des aktuellen Kontexts der Digitalisierung der Lehre an der Hochschule Hof wird in der vorliegenden Studienarbeit der aktuelle Stand und das Potential von Augmented / Virtual Reality (kurz AR/VR) im Bereich der Lehre von Fächern der Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik (kurz MINT-Fächer).

Zu Beginn der Arbeit wird ein Überblick über den technologischen Hintergrund, aktuellen technolo- gischen Stand und den Einsatzbereichen von AR/ VR Technik gegeben. Eine Marktanalyse mittels Portfoliomatrix verschafft hierbei einen Überblick über aktuelle Hard- und Software am Markt.

Im Anschluss daran soll durch die Vorstellung zweier Pilotprojekte ein Einblick in die aktuelle An- wendung der Technik im Bereich Lehre von MINT Fächern gegeben werden. Zusätzlich wird kurz der aktuelle Stellenwert von AR/VR in der Lehre in Forschung und Entwicklung beleuchtet.

Den Kernbereich der Studienarbeit bilden die Analyse der Möglichkeiten, die sich durch diese Tech- nologie für die Lehre ergeben. Hierbei werden mitunter Einsatzmöglichkeiten in den hochschuleige- nen Laboren und ein selbstkonzipiertes Beispiel für AR in der Ausbildung betrachtet. Abschließend sollen in der Arbeit als Kontrast auch die Grenzen der Technologien in Betracht gezogen werden, um ein Urteil über die Einsatzmöglichkeiten von AR/ VR in der MINT Lehre zu ermöglichen.

II. Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Realitäts- Virtualitäts- Kontinuum (Augmented Minds Ambrus & Lonau GbR d, 2019)

Abbildung 2 Stereoskopisches Sehen (brillen-sehhilfen.de b, 2019)

Abbildung 3 Sichtfeld einer VR-Brille (brillen-sehhilfen.de c, 2019)

Abbildung 4 Positionierungskreuz Hardware VR (selbsterstellte Grafik, Preisangaben von www.amazon.com Stand 02.06.2019)

Abbildung 5 Machine@Hand Softwaredarstellung (IGD, 2019)

Abbildung 6 Machine@Hand VR Montage (Laun, 2017)

Abbildung 7 Ansicht im Info-Modus (Weiler, 2019)

Abbildung 8 Prüfmodus (Schreiben10.com, 2019)

Abbildung 9 Brille im "Arbeitsmodus" (Knuth, 2019)

III. Abkürzungsverzeichnis

AR - Augmented Reality, dt. veränderte Realität

VR - Virtual Reality, dt. virtuelle Realität

SDK - Virtual Reality Software Development Kit, dt. virtuelles Softwareentwicklungsprogramm dlm - Servicezentrum Digitale Lehre und Medien

Dal - Digitalisierung der Lehre

MINT- Fächer - Fächer aus dem Bereich der Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Tech- nik

INF - Informatik

ING - Ingenieurwissenschaften

VRARBB - Förderprogramm der Bundesregierung für virtuelle/ erweiterte Realität in der berufli- chen Bildung

BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung

1 Einleitung

Im Rahmen des Vorlesungsmoduls Fallstudien und Planspiele ist es die Aufgabe der Studierenden des Stu- diengangs Wirtschaftsingenieurwesen, eine Studienarbeit zu einem selbstgewählten Themengebiet anzu- fertigen. Da sich die Hochschule Hof im Kontext von Industrie 4.0 derzeit stark mit den Digitalisierungs- möglichkeiten der Lehre, unter anderem im neugegründeten Servicezentrum Digitale Lehre und Medien (kurz dlm) beschäftigt, wurde ein Themengebiet aus dem Bereich Digitalisierung ausgewählt. Das dlm ist Bestandteil des Projektes Digitalisierung der Lehre (kurz dal), das „sich zum Ziel gesetzt, die Hochschule Hof auf dem Weg in ein digitales Zeitalter zu unterstützen [und deshalb] laufend neue Konzepte zum Ein- satz von digitalen Werkzeugen und Methoden [entwickelt]. Dabei werden die veränderten Anforderungen der Wirtschaft an die Kompetenzen von zukünftigen Mitarbeiter*innen sowie die Erwartungen der heuti- gen, sehr heterogenen Studentenschaft an die Organisation eines Studiums, als Basis herangezogen“ (Hochschule Hof a, 2019).

Unter diesem Aspekt soll deshalb in der nachfolgenden Arbeit eine Möglichkeit der Digitalisierung der Lehre, durch den Einsatz von Augmented / Virtual Reality (kurz AR/ VR), analysiert und bewertet werden. Hierbei liegt der Fokus auf der Betrachtung der Einsatzmöglichkeiten im Bereich von Fächern der Mathe- matik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik (kurz MINT). Die Einschränkung auf diesen Fächerbe- reich wurde aufgrund des eigenen Studiengangs aus dieser Fächerkategorie getroffen.

Die Arbeit verfolgt das Ziel, einen Überblick über die aktuelle AR/ VR Technik zu geben und ihre jetzigen Einsatzbereiche zu beleuchten. Die Einsatzmöglichkeiten der Technik in der Lehre sollen gesammelt, ana- lysiert und evaluiert werden, um ein abschließendes Fazit über die zukünftige Entwicklung des Einsatzes von Augmented/ Virtual Reality in der Lehre von MINT-Fächern formulieren zu können.

2 Aktueller Stand von Augmented/ Virtual Reality Technologien

Um einen Überblick über den aktuellen Entwicklungsstand und Verbreitungsgrad von AR und VR Tech- nologien im Allgemeinen zu geben, wird zu Beginn eine Erläuterung der zwei Techniken angeführt und die Abgrenzungen zwischen beiden erklärt. Weiterhin wird der aktuelle technologische Stand betrachtet, sowie die Bereiche beleuchtet, in denen die Technologie bereits zum Einsatz kommt.

2.1 Technologischer Hintergrund und Abgrenzung

Im Folgenden wird näher auf den technologischen Hintergrund und die Abgrenzung der AR/VR-Techno- logien eingegangen. Beide Techniken sind dafür geschaffen, das Sichtfeld des Nutzers zu beeinträchtigen. Dies erfolgt in verschiedenen Stufen ausgehend von der Realität des Users bis hin zu einer völlig simulier- ten Wirklichkeit. Dies lässt sich grafisch als Kontinuum darstellen, das auf der folgenden Seite zu sehen ist. „Das R-V-Kontinuum zeigt den stufenlosen Übergang von einem realen Umfeld (links) zu einem vir- tuellen Umfeld (rechts) und benennt für die unterschiedlichen Teilbereiche entsprechende Fachbegriffe. Unter Mixed Reality (Vermischte Realität) versteht man jenen Bereich des Realitäts-Virtualitäts-Kontinu- ums zwischen dem ganzheitlich realen und dem komplett virtuellen Umfeld. Der Begriff umfaßt [sic] somit alle Teilbereiche in denen Realität mit Virtualität (oder umgekehrt) vermischt wird. Augmented Reality (Erweiterte Realität) ist somit ein Teil der vermischten Realität“ (Augmented Minds Ambrus & Lonau GbR a, 2019). Mixed Reality als Einzelfeld sowie Augmented Virtuality werden an dieser Stelle aus umfangsbe-dingten Gründen nicht weiter erläutert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 Realitäts- Virtualitäts- Kontinuum (Augmented Minds Ambrus & Lonau GbR d, 2019)

Zunächst erfolgt eine Betrachtung von AR. Die AR-Technik ergänzt, wie der Name „augmented“: sinnge- mäß „erweitert“, schon sagt, die reale Welt um bestimmte Informationen, Bilder oder auch ganze Simula- tionen von Produktionsanlagen im Raum. Dies erfolgt durch Kombination aus Hardware, meist eine spezi- elle Brille, Smartphones, Tablets oder Kamerasystemen mit Projektoren, sowie spezieller Software, die die Auswertung und Bildverarbeitung abdeckt. Sowohl Hard- als auch Software müssen hierbei gewisse tech- nische Anforderungen erfüllen. Die Hardware sollte über „Sensoren zur Erfassung der Realumgebung und Orientierung im Raum (z.B. RGB Kamera, GPS, Gyroskop) [,] Schnittstellen zur Erfassung von Nutzer- eingaben (z.B. Touchscreen, Microfon) [, ausreichend] Rechenleistung / Prozessor zur Verarbeitung, Be- rechnung der Daten [sowie] Schnittstellen zur Ausgabe von Daten und Informationen (z.B. Bildschirm, Kopfhörer, Vibration)“ (Augmented Minds Ambrus & Lonau GbR c, 2019) verfügen. Auch an die Software werden gewisse Ansprüche gestellt. Diese muss über Technologien zur „Auswertung der Kamerabilder (Bildanalye) [sic,] Auswertung anderer Sensordaten (GPS, Beschleunigungssensoren, Gyroskop) [,] An- bindung bestehender Datenquellen und Ressourcen (Datenbank Anbindungen u. A.) [,] Verwaltung von Benutzereingaben und Ablaufsteuerung (z.B. Game-Engine) [und einer Technologie zur] Kombination von Kamerabild und digitalen, visuellen Erweiterungen (Bildbearbeitung)“ (Augmented Minds Ambrus & Lonau GbR c, 2019) verfügen.

Bei den Brillen wird die Information mit Hilfe eines kleinen Projektors auf die gläserne Fläche vor den Augen projiziert, bei Endgeräten mit Display wird das Bild auf diesem ausgegeben. Die Kamera spielt hierbei eine entscheidende Rolle, da sie software- und rechnergestützt fähig ist, Positionen zu erkennen oder auch Informationen aus QR- oder anderen Codes in Echtzeit auslesen und wiedergeben kann. Eine weitere Möglichkeit, AR Technik für den Nutzer zu gestalten, ist eine Projektionstechnik, bei der „zwei Kameras die Lage des Werkstücks [erfassen] und die Software […] die gespeicherten Pläne mit dem realen Körper [abgleicht]. Anschließend werden die CAD-Daten und Arbeitsanweisungen per Laser lagerichtig und unverzerrt direkt auf die Bauteile projiziert. Dabei können sowohl das Werkstück als auch der Projektor jederzeit bewegt werden und somit unterschiedliche Positionen einnehmen. Die Software reagiert in Echt- zeit und gleicht Bewegungen […] wieder aus“ (Besch, 2016). Somit können verschiedenen Medien benutzt werden, um AR-Technik im Alltag oder in der Industrie zu nutzen.

Im Gegensatz zu AR, dessen Funktion eine Veränderung der wirklichen Realität ist, ist die Funktion der VR-Brille, dem Nutzer eine gänzlich neue, simulierte Realität zu schaffen. Dies kann mit einer Mischung aus Computerspiel und räumlicher Simulation verglichen werden. Die Hardware ist bei den meisten Brillen ein Smartphone, welches grundsätzlich eine niedrigere grafische Leistung als aktuelle Tower-PCs hat. Fort- schrittlichere VR-Anbieter benötigen eine externe Rechenstation und haben integrierte Bildschirme. Die Software schafft es, die Grafikkarte dazu zu bringen, einen Ausstellungsraum oder eine Produktionsma- schine zu simulieren. Die Technik macht sich das menschliche stereoskopische und periphere Sehen zu Nutzen und erreicht dadurch die grafische räumliche Simulation (siehe Abbildung 3). Hinzu kommt die Option von Controllern, um in diese virtuelle Welt wortwörtlich eingreifen zu können. Als weitere Hard- ware werden bei dieser Technik noch meist ein Kamerasystem und Positionierungssensoren zum Ermitteln der Positionen von Brille und Eingabegeräten benutzt. Wie in der nachfolgenden Grafik zu sehen ist, funk- tioniert eine VR-Brille, indem „das visuelle Bild [über] zwei Display-Bilder vor den Augen, die sich leicht voneinander unterscheiden [generiert werden]. Die stereoskopische Differenz wird von einem Computer- programm simuliert, sodass das Gehirn aus den beiden leicht verschiedenen Bildern einen dreidimensiona- len Eindruck errechnet“ (brillen-sehhilfen.de a, 2019).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 Stereoskopisches Sehen (brillen-sehhilfen.de b, 2019)

2.2 Technologischer Stand und Einsatzbereiche aktuell

Im folgenden Absatz wird der aktuelle technologische Stand der AR/VR-Technologien erläutert und im Anschluss auf deren Einsatzbereiche eingegangen. Bei der Verwendung von VR entstehen ganz neue Mög- lichkeiten, wobei die Bildfrequenz der erstellten Realität, bei momentanem Stand der Technik guter VR- Brillen, lediglich max. 60 MHz (40ms) erreicht. Ideal wären jedoch 120 MHz (20ms); dies käme einer verzögerungsfreien Darstellung der heutigen Konsolen- und Computerspiele gleich. Die Auflösung der am Markt erhältlichen Brillen gehen bis zu 800x600 Pixel, dies entspricht der Darstellung eines Computerspiels vor 10 Jahren. Diese Details legen nahe, dass es nicht an mangelnden Wiedergabekapazitäten der Displays liegt, sondern an dem hohen funktionalen Aufwand, welcher betrieben werden müsste, um dem Nutzer eine dreidimensionale Welt zeigen zu können. Aktuelle VR-Brillenmodelle ermöglichen ein peripheres Erleb- nis, da etwa nur 90° des menschlichen Sichtfeldes, das 180° umfasst (siehe Abbildung 4), für den Nutzer sichtbar sind. Die Kopfbewegungen werden von Beschleunigungssensoren erfasst und mit Hilfe dieser In- formationen werden die passenden Bilder berechnet und wiedergegeben. Mittels Controller können Dinge gegriffen und positioniert werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 Sichtfeld einer VR-Brille (brillen-sehhilfen.de c, 2019)

Aktuelle Einsatzgebiete von AR sind die Produktionsplanung, -überwachung und -kontrolle, unterstützende Informationslieferung, Echtzeitkommunikation und Dokumentation von Inspektions- und Instandhaltungs- maßnahmen. Bei Schulungsmaßnahmen können Schritt für Schritt Anleitungen durchgearbeitet werden. In diesen, bei manchen Anbietern sogar selbst programmierbaren Abläufen, können Fragestellungen und de- ren Kontrolle eingebunden werden. Des Weiteren können in der virtuellen Umwelt Maschinenbewegungen und Reaktionen in einer gefahrlosen Umgebung geübt werden. Das Herstellen von Werkstücken kann ohne Risiko, ohne hohe Kosten durch Maschinenstunden und ohne große Vorbereitung so oft wiederholt werden, wie es nötig ist. Dies ist theoretisch für jedes Verfahren, egal ob chemisch, physisch oder informationstech- nisch möglich.

Auf der Hannover-Messe 2019 zeigten viele Anbieter ihren Entwicklungsstand und unterschiedlichste Ein- satzgebiete und Möglichkeiten der Technologien. Die präsentierten Entwicklungsstände und Leistungsum- fänge der dargebotenen Softwarelösungen divergierten zwischen den verschiedenen Anbietern sehr stark, ein einheitlicher Standard der Technologie war zu keinem Zeitpunkt ersichtlich. Durch die unterschiedli- chen Entwicklungsstände der Anbieter kann davon ausgegangen werden, dass innerhalb der Branche kein aktiver Informationsaustausch stattfindet. (vgl. Anhang 2)

2.3 Marktanalyse Augmented/ Virtual Reality Gadgets und Software

Für die Darstellung von AR/ VR Inhalten gibt es verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten aus Hardware und Software. Bei der Hardware ist grundsätzlich zu unterscheiden, ob es sich um AR oder VR handelt, da die Anforderungen an die Technik sich stark unterscheiden.

Es gibt verschiedenen Möglichkeiten, um Augmented Reality darzustellen. Eine ist es, ein Smartphone oder Tablet zu benutzen. Dies bietet den Vorteil, dass diese Geräte im Endkundensegment weit verbreitet sind und meist ständig mitgeführt werden. Zudem sind alle Geräte mit meist ähnlicher Hardware ausgestattet. Dies bietet viele Möglichkeiten für AR Anwendungen für die breite Masse. Eine weitere Option ist es, Headsets oder sogenannte Smart Glasses mit speziell auf AR Anwendungen zugeschnittener Hardware zu nutzen. Diese bieten dem User eine intuitive Wahrnehmung der Realitätserweiterung dadurch, dass sein eigenes Sichtfeld direkt überblendet wird. Des Weiteren hat der Nutzer freie Hände, um eine interaktive Gesten- und Spracherkennung nutzen zu können, über die viele der Geräte neben ihrer komplexe[n] Hard- und Software-Module zur Erkennung und Auswertung des realen Umfelds“ verfügen. Beispiele für solche Produkte sind die Google Glasses 1 für circa 600 $, die Microsoft HoloLens 2 für 3500$ oder die Atheer AiR Glasses für industrielle Anwendungen. Eine weitere Möglichkeit der Darstellung von AR, die jedoch für die Anwendung in der Lehre weniger relevant ist, sind AR-Installationen oder Kioske, die vermehrt auf Messen Einsatz finden. Diese Technik hat für den Nutzer geringe Einstiegshürden und ist mit einfacher Sensorik, beispielsweise dem Kinect-Sensor von Xbox, umsetzbar. (Augmented Minds Ambrus & Lonau GbR e, 2019)

Bei Hardware für virtuelle Realität können grundsätzlich drei Gruppen unterschieden werden. Zum einen gibt es die sogenannten Highend-Headsets. Diese verfügen zwar über Audioausgänge und ein hochauflö- sendes Display, jedoch müssen sie zur Nutzung entweder per Kabel oder drahtlos mit einem externen Rech- ner oder einer Konsole verbunden sein, welche über leistungsstarke Hardware verfügen müssen, die be- stimmte Mindestanforderungen erfüllt (vgl. Anlage 1). Die zweite Gruppe bilden die Mobilen Headsets. Anstatt selbst über Hardware zu verfügen, nutzen die Headsets ein Smartphone für die Berechnung und Darstellung der virtuellen Realität. Durch den Verzicht auf leistungsstarke Einbauhardware sind diese Headsets im Vergleich zu den anderen beiden Arten in der unteren Preiskategorie angesiedelt. Die letzte Gruppe bilden die Stand Alone Headsets, die weder Rechner noch Smartphone benötigen. Diese verfügen über einen eingebauten Chip, der die benötigte Rechenleistung liefert (Mühlroth, 2018).

In der nachfolgenden Grafik wird mittels eines Positionierungskreuzes ein Überblick über verschiedene Produkte aus den drei Hardwarekategorien gegeben.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4 Positionierungskreuz Hardware VR (selbsterstellte Grafik, Preisangaben von www.amazon.co m Stand 02.06.2019)

Bei der Software verhält es sich ähnlich wie bei der Hardware. Da es sich, wie unter 2.2 beschrieben, um eine neuartige Technologie handelt, gestaltet sich der Markt, der deswegen aus vielen jungen Unternhemen besteht, derzeit noch als schwer überschaubar. Die Software für AR und VR unterscheidet sich hierbei so gering, dass beide Varianten zusammengefasst betrachtet werden.

Die Reichweite an angebotener Software geht von Komplettlösungen, die der Kunde in Auftrag gibt und auf die er selbst keinen Einfluss nimmt, bis hin zu Softwareplattformen, auf der sich der Endanwender alle gewünschten Programme selbst zusammenstellen kann. Wie auf der Hannovermesse 2019 als Gesamteindruck gewonnen werden konnte, geht der Trend in der Branche zu letzterem. Anbieter wie UBiMAX, Reflekt oder das Fraunhofer Institut für graphische Datenverarbeitung bieten dem Nutzer Softwareplattformen an, die alle nach ähnlichem Prinzip arbeiten: Der User übermittelt ein technisches Modell (in Dokumentenform, CAD-Dateien oder 3D-Modell), aus dem im Programm automatisch ein virtuelles Modell generiert wird. Dieses Modell kann dann innerhalb der Plattform, oder beim Fraunhofer Machine@Hand direkt im virtuellen Raum, erweitert und bearbeitet werden. Per intuitivem Drag’n’Drop Prinzip kann der User Textfelder, Aufgaben oder ganze vorgefertigte Schablonen in sein virtuelles Programm einfügen oder Hervorherbungen und Markierungen am Modell vornehmen. Die Programme sind zumeist so gestaltet, dass ohne Programmiervorkenntnisse ohne Schwierigkeiten an den Programmen gearbeitet werden kann. So können Modelle auch im Nachhinein verändert werden, um sie bespielsweise an neue Abläufe anzupassen. Manche Anbieter, wie bespielseise UpSkill, bieten auf ihren Plattformen zusätzlich noch Bereiche für Software Developer an, die dort die zur Verfügung stehenden Schablonen abändern oder neue erstellen können.

Einige Anbieter, wie etwa HoloLight, gestalten ihre Software auch als Dienstleistung, die vom Anbieter dem Kundenwunsch entsprechend gestaltet wird und als fertiges Anwenderprogramm geliefert wird. Hierbei sollte beachtet werden, dass nachträgliche Änderungen oder Erweiterungen des Programms schwer ohne zusätzlichen Kostenaufwand zu realisieren sind.

Obwohl einige Softwareanbieter eigene Hardware anbieten, ist fast jede AR/VR Software hardewareunabhägig auf diversen Endgeräten nutzbar. Monetäre Angebote konnten auf der Messe nicht eingeholt werden, es wird jedoch davon ausgegangen, dass die Dienstleistungslösungen preislich über den Plattformlösung liegen und die Plattformlösungen nach Leistungsumfang bepreist werden.(vgl. Anlage 2).

3 Einsatz von Augmented/ Virtual Reality in der Lehre

Nach Vorstellung des technologischen Hintergrundes wird nun der Einsatz von AR/VR in der Lehre aus Praxissicht beleuchtet. Um die aktuelle Anwendung in der Industrie näher zu beleuchten, werden zwei Pilotprojekte herangezogen, wobei das eine mehr die Verwendung von VR in produktionsnahem Lehrkon- text beleuchtet, während das andere eher die theoretische Lehre mittels VR behandelt. Des Weiteren wird erklärt, inwieweit AR/VR in der Lehre Gegenstand in Forschungen ist und welche Förderungen es für die Ausweitung dafür gibt.

3.1 Pilotprojekte

Mittlerweile gibt es aus Industrie und Forschung verschiedene Pilotprojekte, in denen AR/ oder VR Technik bereits umgesetzt werden. Zwei werden im folgenden Absatz kurz beleuchtet.

3.1.1 Praxiseinsatz von VR bei Audi

Audi setzt als einer der wenigen großen Konzerne aktuell bereits VR-Technologie sowohl im Tagesgeschäft als auch in der Lehre ein. Mit dem sogenannten Virtual Reality Software Development Kit (im Folgenden SDK genannt) gestalten Trainer, die grundlegende Erfahrungen mit IT-Anwendungen besitzen, bei Audi künftig die Inhalte ihrer Trainingseinheiten selbst. Bislang war dies nur erfahrenen Programmierern mög- lich. Diese Entwicklung der Lehrprogramme gestaltete sich als sehr zeitaufwendig. Eine VR-Baukastenlö- sung stellt hierzu die Alternative dar und verändert damit die Ausbildung bei Audi insgesamt.

Das SDK von Audi wurde von einem fünfköpfigen Team erstellt, die aus verschiedenen Geschäftsberei- chen stammen, um eine große Varianz an Blickwinkeln auf das Projekt zu gewährleisten. Dies wird zu- künftige Systemintegrationen auch in andere Bereiche möglich machen und die Bedienung für alle intuitiv er gestalten. Das Team hat in acht Monaten 20 verschiedene Trainingsvarianten für den Standort Ingolstadt und Neckarsulm in mehreren Sprachen erstellt. Dies war nur möglich, da eine Veränderung des Programmcodes bei der Neukonzipierung eines Trainings nicht nötig ist. Dieses Baukastenprinzip, das aus der Automobilbranche bereits bekannt ist, ist auch hier einsetzbar. Zuerst wurden sogenannte Standard-Prozessschritte gebildet. Dies sind Handgriffe, die wiederholend auftreten und somit für sich alleine gesehen die kleinste Wertschöpfungseinheit bilden. Diese können zum Beispiel „Bauteil aus Behälter entnehmen“, „Schrauben befestigen“ oder „Teil im Fahrzeug verbauen“ sein. Durch die Aneinanderreihung und Variation dieser Standard-Prozessschritte können viele Arbeitsabläufe systematisch dargestellt werden und es entfällt das aufwendige verändern des Quellcodes, wodurch das Erstellen eines Trainings viel schneller undgünstiger vonstattengeht.

[...]

Ende der Leseprobe aus 22 Seiten

Details

Titel
Augmented und Virtual Reality in der Lehre von MINT-Fächern. Stand und Potential am Beispiel von zwei Pilotprojekten
Hochschule
Fachhochschule Hof  (Engineering Sciences)
Veranstaltung
Product Developement
Note
1.3
Autor
Jahr
2019
Seiten
22
Katalognummer
V506265
ISBN (eBook)
9783346052216
Sprache
Deutsch
Schlagworte
AR, VR, MINT, Augmented Reality, Virtual Reality, Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik, Portfoliomatrix
Arbeit zitieren
Ramona Scharnagl (Autor), 2019, Augmented und Virtual Reality in der Lehre von MINT-Fächern. Stand und Potential am Beispiel von zwei Pilotprojekten, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/506265

Kommentare

  • Noch keine Kommentare.
Im eBook lesen
Titel: Augmented und Virtual Reality in der Lehre von MINT-Fächern. Stand und Potential am Beispiel von zwei Pilotprojekten


Ihre Arbeit hochladen

Ihre Hausarbeit / Abschlussarbeit:

- Publikation als eBook und Buch
- Hohes Honorar auf die Verkäufe
- Für Sie komplett kostenlos – mit ISBN
- Es dauert nur 5 Minuten
- Jede Arbeit findet Leser

Kostenlos Autor werden