Im AV-Bereich vergrößern und verlagern sich dank der fortschreitenden Digitalisierung ständig die Herausforderungen. Planung, Aufbau, Betrieb und Wartung hochkomplexer Systeme sind inzwischen oft nur noch mithilfe von Handbüchern möglich. Hinzu kommt die Übertragung ins räumliche Denken, wenn sich Skizzen und Pläne der realen Welt aus unterschiedlichen Perspektiven darstellen. Daher gab es schon in den 90er-Jahren erste Versuche, Bediener mit Datenbrillen auszurüsten. Die Technik war jedoch sehr unhandlich und teuer. Das ist inzwischen deutlich anders.
Um das Potenzial für die Industrie zu verstehen, muss man die verschiedenen Datenbrillen- Typen unterscheiden: VR-Brillen (Virtual Reality) schirmen den Anwender komplett ab. Über zwei Monitore wird eine dreidimensionale, oft realistische Umgebung simuliert. Eine Reihe von Sensoren erfasst Aktionen und Position des Nutzers, sodass er sich in der simulierten Umgebung bewegen und mit ihr interagieren kann.
Etwas näher an der echten Welt ist Assisted Reality. Das bekannteste Beispiel sind die Google Glasses. Hier sieht der Nutzer Inhalte wie bei einem Headup-Display. Die Brille funktioniert letztlich wie ein Tablet, bei dem der Anwender Informationen aktiv abrufen muss. AR, Augmented Reality, ist im Grunde eine Weiterentwicklung der Assisted Reality. Das Prinzip lässt sich mit der Smartphone-App Pokémon GO erklären, einer vergleichsweise simplen AR-Anwendung: Auf der Basis der Positionsdaten des Geräts und des aktuellen Kamerabildes erzeugt die App auf dem Display in Echtzeit ein Abbild der Umgebung, in das die Spielfiguren eingeblendet werden.
Als Google 2012 seine Datenbrille Google Glass als Endverbraucherprodukt auf den Markt brachte, hatte der Internetkonzern damit dem aufstrebenden AR- und VR-Markt alles andere als einen Gefallen getan. Schon der Cyborg-Look, den die Träger der Brillen für manche hatten, sorgte für Ablehnung. Außerdem wollte sich kaum jemand dem Verdacht aussetzen, ein „Glasshole“ zu sein, das heimlich seine Umgebung filmt und möglicherweise zweideutige, peinliche Fotos macht. Entsprechend kurz war die Karriere des auf einem Brillengestell montierten Mini-Computers. Dieses Konzept der Datenbrille war für den privaten Anwendermarkt schon nach kurzer Zeit mausetot.
(Bild: Microsoft)
Was Google Glass aber durchaus interessant machte, war die Fähigkeit, mit der integrierten Digitalkamera aufgenommene Rohdaten situationsabhängig mit Informationen aus dem Internet zu kombinieren und so die Realität zu „erweitern“. Dies meint auch der Begriff „Augmented Reality“. Diese Datenbrillen reichern aus der Umgebung aufgenommene Daten mit weiteren Informationen an. Im technischen Einsatz ist es etwa möglich, während einer Reparatur Informationen über Ersatzteile und ihre Verfügbarkeit einzublenden. Das macht die Technik für den professionellen Einsatz interessant. Auch Google hat das erkannt und führt Google Glass nun als reines Enterprise- Konzept weiter.
Vor gut einem Jahr, Ende 2017, stellte Google die Enterprise Edition (EE) von Google Glass vor. Die Datenbrille wurde sowohl technisch als auch vom Design her deutlich überarbeitet. Die Kameraauflösung wurde erhöht, daneben soll ein neuer Prozessor die Verarbeitung aufgenommener Daten schneller bewältigen. Auf die seinerzeitigen Vorwürfe der möglichen Verletzung der Privatsphäre und Spionage hat Google reagiert. Die EE-Version kann ohne Google-Account genutzt werden. Zudem signalisiert die Brille mit einer rot leuchtenden LED, wenn die Aufnahmefunktion aktiv ist. Eines der Unternehmen, mit denen Google in den vergangenen Jahren bei der Weiterentwicklung der Datenbrille zusammengearbeitet hat, ist der amerikanische Agrartechnik- Konzern AGCO. Bis zu 1.000 Glass-VR-Brillen sollen dort im Einsatz sein. Nach Aussage von Jay Kothari, Project Lead für Glass bei Google X, konnte der Landmaschinenhersteller die Produktionszeit für neue Maschinen durch den Einsatz der Datenbrillen um etwa 25 Prozent senken. Die Inspektionszeiten seien sogar um bis zu 30 Prozent gesunken. Einer der wichtigsten Gründe dafür sei die Zeitersparnis beim Prüfen von Checklisten und beim Nachschlagen in Handbüchern. Der Logistikkonzern DHL erzielt laut Kothari ähnliche Ergebnisse. Einer DHL-Untersuchung zufolge lässt sich die Produktivität im Lager auf diese Weise um bis zu 15 Prozent steigern.
Für viele Unternehmen sind in erster Linie AR-Brillen interessant. Je nach Ausführung blenden sie nur Zahlen und einfache Symbole oder aufwendiger gestaltete Informationen in das Blickfeld des Anwenders ein, erweitern die reale Welt um kontextbezogene, computergenerierte Daten. Diese Datenbrillen sind entweder monokular oder binokular aufgebaut. Sie blenden also ihre Informationen entweder nur für eines oder für beide Augen ein. Komplexere Visualisierungen und dreidimensionale holografische Abbildungen erfordern binokulare Ausführungen.
Die HoloLens ist mit einem vollwertigen Computer ausgestattet und wird unter anderem über verschiedene Gesten gesteuert. (Bild: Microsoft)
Google Glass Enterprise Edition: Wie schon angesprochen, hat die Google Glass Enterprise Edition nicht mehr viel mit ihrem Vorgänger gemein. Sie wird inzwischen bei mehreren Herstellern im produktiven Einsatz verwendet. Als Beispiele nennt Google unter anderem General Electric, Volkswagen und Boeing. Die Batterielaufzeit der Datenbrille beträgt laut Google nun mehr als acht Stunden. Die Google-Brille wird über Sprachbefehle gesteuert, die weitere Bedienung von Knöpfen ist nicht nötig. Neben dem Display überträgt die AR-Brille auch Informationen über die fest integrierten In-Ear-Kopfhörer.
Microsoft HoloLens: Für besonders viel Aufmerksamkeit hat die HoloLens von Microsoft gesorgt. Die futuristisch gestaltete Mixed- Reality-Brille (MR) ist eine Kombination aus AR- und VR-Brille, da sie holografische Modelle in die Umgebung des Nutzers einblenden kann. Neben Microsoft selbst bietet in Deutschland mittlerweile auch Bechtle die Microsoft-Datenbrille an. Dazu hat das IT-Systemhaus den Dienst „Mixed Reality as a Service“ (MRaaS) entwickelt. Interessierte Unternehmen können die HoloLens damit auch mieten oder leasen, statt sie gleich zu kaufen. Bei Preisen von mehr als 5.000 Euro pro Gerät ist das eine durchaus interessante Option. Die HoloLens ist mit einem vollwertigen Computer ausgestattet und wird unter anderem über verschiedene Gesten gesteuert. Zum Betrieb muss die Windows-10-Datenbrille deshalb auch nicht mit einem Rechner verbunden werden. Die HoloLens ist in zwei Varianten erhältlich: Es gibt eine preislich ermäßigte Entwicklerversion ohne Enterprise-Funktionen.
Das Vive Pro HMD Headset verfügt über Sensoren, die von den Basisstationen verfolgt werden und bildet somit das Fenster in die VR-Umgebung. Außerdem erkennt es die Pupillenposition und kann somit die gerade fokussierten Bereiche schärfer darstellen als den Rest des Blickfeldes. (Bild: HTC)
Die Commercial-Version kann zusätzlich in ein MDM-System (Mobile Device Management) und in Azure Active Directory integriert werden. Über einen sogenannten Kiosk-Modus kann der Administrator die eingesetzten Holo- Lens-Brillen so einstellen, dass auf ihnen nur festgelegte Anwendungen ausgeführt werden dürfen.
Metavision Meta 2: Mit der Meta 2 steht ein neues Konkurrenzprodukt für die Microsoft HoloLens bereit. Derzeit ist sie nur als Entwicklerversion zum Preis von rund 1.700 Euro zu haben. Im Einsatz benötigt die Meta 2 einen angeschlossenen Windows-Computer, der allerdings beliebig leistungsstark sein kann. Die Datenbrille funktioniert also wie ein zweiter Bildschirm. Die Meta 2 bietet einen im Vergleich zu anderen Brillen großen Blickwinkel, nach Herstellerangaben 90 Grad. Dagegen verfügt etwa die HoloLens über einen Blickwinkel von gut 33 Grad.
Das Go ist ein Standalone Virtual Reality Headset und benötigt somit weder zusätzliche Geräte, einen Computer oder eine Konsole. Das macht diese VR-Brille mobil und überall einsetzbar. Die Akkulaufzeit ist allerdings begrenzt. (Bild: Oculus)
Toshiba dynaEdge DE-100 und AR100 Viewer: Auch Toshiba ist im wachsenden AR-Markt aktiv und hat eine Kombination aus dem tragbaren Mini-Computer dynaEdge DE-100 und der Datenbrille AR100 vorgestellt. Wie für die Microsoft HoloLens bildet Windows 10 die Basis. Im Unterschied zur Brille aus Redmond ist das Toshiba-Modell AR100 jedoch monokular ausgeführt. Die Zielgruppe ist ebenfalls deutlich professioneller ausgelegt als bei der HoloLens. Toshiba nennt vor allem „mobile Mitarbeiter im Einsatz vor Ort“, die effizientere Arbeitsabläufe und eine erhöhte Prozessqualität benötigen. Der dynaEdge DE-100 sei der „ideale PC für die Remote-Wartung, die Produktion und Logistik sowie für weitere Industrielösungen“. Je nach Kundenwunsch sind unterschiedliche Ausstattungen verfügbar. In der Kombination mit der Datenbrille AR-100 Viewer soll der Toshiba-Computer eine „ungehinderte, freihändige Konnektivität“ möglich machen. Mit drahtlosen Verbindungen zum Unternehmensnetzwerk können zum Beispiel Daten versandt und empfangen, Live-Videos übertragen oder Güter nachverfolgt werden.
Während AR im Unternehmensumfeld boomt, ist VR ins Stocken geraten. Die Technik befindet sich nach Aussage des Fachportals Digitaltrends.com schon wieder auf dem absteigenden Ast. Nachdem Ende der ersten Begeisterung bieten VR-Brillen zu wenige Inhalte, sind schwierig zu bedienen und lassen zu viele Anwender mit Motion Sickness (wie Übelkeit oder Schwindel beim Betrachten von bewegten Inhalten) oder anderen Beschwerden zurück. VR-Brillen konnten sich bislang im produktiven Einsatz nicht durchsetzen, sind aber zum Beispiel überall dort interessant, wo es um die virtuelle Präsentation bestimmter Lösungen geht. HTC Vive und Vive Pro: Zu den bekanntesten VR-Brillen gehören die Vive und der Nachfolger Vive Pro. Nicht nur technisch hat HTC die Brille verbessert, sondern auch im Hinblick auf das Design. So soll das Aufsetzen mit dem neuen Modell leichter vonstattengehen. Während die Vive noch mit Klettbändern befestigt werden musste, wurde die Vive Pro mit einem festen Rahmen versehen. Im Unterschied zu AR-Brillen, die in der Regel mit einem eigenen dedizierten Mini-Rechner ausgestattet sind, benötigen die VR-Brillen von HTC einen angeschlossenen PC, der einige Leistung unter der Haube haben sollte. Die offiziell empfohlenen Anforderungen für die Vive Pro sind beispielsweise ein Core-i5-4590-Prozessor sowie ein Geforce-GTX-1060-Grafikchip oder besser.
Schon 2016 kam das Rift VR-Headset auf den Markt – der Entwickler Oculus wurde bereits 2014 von Facebook übernommen. Rift wurde ursprünglich als Alternative zu den damals für Computerspiele untauglichen Datenbrillen entwickelt und per Crowdfunding finanziert. (Bild: Oculus)
Oculus Rift und Go: Die Facebook-Tochter Oculus hat neben der bekannten Datenbrille Oculus Rift nun auch die Oculus Go im Programm. Beide Modelle richten sich vor allem an Spieler und sind nicht unbedingt auf den professionellen Bereich ausgerichtet. Das Modell Go benötigt immerhin keinen angeschlossenen Rechner und kein Smartphone mehr. Es ist als vergleichsweise günstiges Standalone- Produkt ausgelegt, das über einen drahtlosen Controller gesteuert werden kann, der zum Lieferumfang gehört.
Samsung Gear VR: Samsungs VR-Brille benötigt ein Samsung-Smartphone ab dem Modell S6 als Bildschirm. Die im vergangenen Jahr vorgestellte aktualisierte Version lässt sich mit einem Controller bedienen. Eine Steuerung über das seitlich angebrachte Touchpad ist nicht mehr nötig.
Die meisten Brillen basieren auf Android, mit der HoloLens von Microsoft und der Kombination aus dem Mini-PC dynaEdge DE-100 und der Datenbrille AR100 Viewer von Toshiba stehen aber auch Angebote auf Windows-Basis bereit. Sie bieten mehr Flexibilität als Android und lassen sich leichter in bestehende Unternehmensumgebungen einbinden. Die nicht ganz billige HoloLens geht dabei noch einen Schritt weiter und ermöglicht mit ihrem binokularen Aufbau die Nutzung dreidimensionaler Objekte im Raum. Das geht sonst nur noch mit der Meta 2 von Metavision, die allerdings nicht über einen integrierten Rechner verfügt.
Insgesamt gibt es inzwischen zahllose Einsatzbereiche, in denen es stets um die unkomplizierte und anschauliche Vermittlung von Zusatzinformationen geht.
Kfz-Bereich
Der schwedische Autohersteller Volvo setzt die Microsoft HoloLens im Marketing ein. Im Werk in Göteborg können Kunden virtuell ihren eigenen Pkw entwerfen und anschließend die Fahreigenschaften in der virtuellen Realität erproben. Auch der Traktorhersteller Caterpillar nutzt virtuelle Realität im Marketing und erlaubt es Kunden, ihre Traktoren schon vorab mit Datenbrillen zu begutachten. Auch viele andere Autohersteller und Konstruktionsbetriebe integrieren die Microsoft HoloLens in ihre Arbeitsabläufe, allerdings eher in der Entwicklungsabteilung. Entwickler können damit Teile dreidimensional in bestehende Pläne einfügen und erkennen damit Passgenauigkeit und Aussehen.
Gesundheitswesen
Virtuelle Realität hat bereits Einzug in den Medizinbereich gehalten. Das Royal London Hospital führt mithilfe von Datenbrillen nun echte Operationen durch. Chirurgen aus anderen Ländern sind virtuell präsent und geben dem operierenden Arzt Ratschläge. Die Universität Heilbronn hat ein Forschungsprojekt zur Behandlung von Höhenangst mit virtueller Realität gestartet. Das Video „The Future of AR/VR in Healthcare“ dazu auf YouTube:
Brückeninspektion
Die Universität Cambridge hat einen Test gestartet, wie die Microsoft HoloLens zur Inspektion von Brücken genutzt werden kann. Dabei sollen digitale Kameras Fotos der Brücke schießen, die dann in die Cloud hochgeladen und zu einem Gesamtbild zusammengefügt werden. Die HoloLens ermöglicht den Prüfern, die Brücke virtuell zu betreten und zu inspizieren.
Kundendienst
Einige Unternehmen verwenden Datenbrillen bereits für Wartungsarbeiten. Mit deren Hilfe können Geräte, die über das Internet of things verbunden sind, virtuell überprüft und gewartet werden.
Mitarbeiterschulung und Wissensvermittlung
Zur Schulung von Mitarbeitern sind Datenbrillen ebenfalls gut geeignet. Im technischen Bereich können die Lernenden beispielsweise an virtuellen Modellen herumschrauben, ohne die Sorge haben zu müssen, durch einen falschen Handgriff Schaden zu verursachen.
Das Institut für Psychologie der Universität Greifswald veröffentlichte 2018 eine Studie über den Einsatz von Datenbrillen am Arbeitsplatz. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Kommunikation über die Datenbrillen ähnlich effektiv sein kann wie das persönliche Gespräch. Im Mittelpunkt der Untersuchung standen die Kompetenzentwicklung sowie die unmittelbare Wissensvermittlung mit Datenbrillen auch über Distanzen. Die Ergebnisse wurden im Rahmen des Frühjahreskongresses 2018 der Gesellschaft für Arbeitswissenschaft in Frankfurt am Main vorgestellt.
Die Meta 2 wird als stärkste Konkurrenz zu Microsofts HoloLens gehandelt. Sie bietet Raumerfassung und hochwertige Darstellung. Die Meta 2 kommt mit einem Development-Kit, das unterschiedliche Programme, Hardware-Treiber und APIs bündelt. (Bild: Metavision)
Dabei wurde die auf Datenbrillen aufsetzende Videokonferenzlösung XpertEye eingesetzt. Mit 40 Probanden wurde die Lösung eines Montageproblems beim Bau einer pneumatischen Pumpe aus Spielzeug-Bausteinen simuliert. Dabei unterstützte ein in einem anderen Raum sitzender Experte die mit Datenbrillen ausgestattete Experimentalgruppe bei der Montage. Der Experte konnte in Echtzeit auf das durch die Brillenkamera übertragene Sichtfeld des Monteurs inklusive Sprache und Gesten zugreifen.
In der Vergleichsgruppe wurde mit direkter Face-to-face-Unterstützung in einem Raum an einem Tisch gearbeitet. Die Ergebnisse zeigen, dass zwischen der Datenbrillen-gestützten Kommunikation über Entfernungen hinweg und direkter Face-to-face-Zusammenarbeit keine Unterschiede bestehen, was Qualität und Zeitaufwand betrifft.
Die Konferenz-Software ermöglicht es Menschen, über Distanzen hinweg sozusagen mit einem virtuellen Schulterblick so zu kommunizieren, als wären sie im gleichen Raum. Die Bedienung wurde intuitiv angelegt, was den Anlernprozess sehr vereinfacht. So bietet eine Datenbrille ein gutes Hilfsmittel bei der Digitalisierung von Prozessen in der Industrie oder im Gesundheitsbereich. Das betrifft Einsatzfelder wie zum Beispiel das Wartungswesen, Support, Ausbildung, Rettungswesen, landärztliche Versorgung etc. Dass die informationstechnische Virtualisierung mit dem Konzept Datenbrille noch lange nicht an ihrem Ende angelangt ist, zeigen Pläne für Kontaktlinsen, die mit technischem Equipment ausgestattet sind. Erste Modelle, die etwa Blutzucker messen, werden derzeit erprobt. Berichten zufolge meldeten Samsung, Google und Sony bereits Patente auf Kontaktlinsen mit Mikrokameras an. Gut möglich, dass in zehn Jahren AR-Linsen bereits marktreif sind.
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