Glassroom

Logo des Projekts GLASSROOM; Copyright: GLASSROOM (alle Rechte vorbehalten)

Ziel von Glassroom ist die Entwicklung eines bedarfsorientierten Bildungskonzeptes, das die Potenziale der Virtuellen und Erweiterten Realitätsbrillen (VR-/AR-Brillen) für die berufliche Bildung im Bereich des Maschinen- und Anlagenbaus unterstützt.

Motivation

Aus- und Weiterbildung von Mitarbeitern ist nicht nur im Bereich der Produktion, sondern insbesondere auch im Bereich von Dienstleistungen ein essentielles Gut für Unternehmen. Das erfolgskritische Wissen und die Kompetenzen der Menschen werden zum Kapital der Unternehmen.

Die fortwährende Digitalisierung durch mobile Endgeräte bietet neue Möglichkeiten, nicht nur die Aus- und Weiterbildung im Unternehmen, sondern auch selbige vor Ort zu unterstützen. Dies ist vor allem für wissensintensive und modulare Dienstleistungen erforderlich. Servicetechniker zum Beispiel müssen eine Fülle verschiedener Aktivitäten beherrschen, um die immer komplexer werdenden Maschinen zu warten, instand zu halten und zu reparieren.

Aus- und Weiterbildungskonzept

Die Hybride Aus- und Weiterbildung besteht aus zwei Teilkonzepten: der Schulung von Mitarbeitern in der virtuellen Realität und der Unterstützung der Mitarbeiter während der Ausführung ihrer Tätigkeiten in der erweiterten Realität.

Aus- und Weiterbildung durch Virtual Reality (VR)

Die virtuelle Realität bietet dabei eine Lernumgebung, um beispielsweise Maschinen und Anlagen zu simulieren und Aus- und Weiterbildungsprozesse an diesen virtuell durchführen zu können. Dabei werden die durchzuführenden Prozesse den Lernenden über Einblendungen Schritt für Schritt erläutert, sodass diese durch das Lernszenario geführt werden.

Die Repräsentation der Maschinen und Anlagen kann über die Nutzung von Konstruktionsdaten kostengünstig realisiert werden. Meist liegen diese bereits vor, da sie für die Konstruktion und Fertigung von Maschinen und Anlagen benötigt werden. Da es sich dabei um Daten zur Abbildung der 3D-Komponenten handelt, werden diese transformiert und in die virtuelle Realität geladen, um so ein konstruktionsgetreues Abbild der Maschine bzw. Anlage zu erreichen. Diese werden angereichert durch die eigentlichen Abläufe der jeweiligen Dienstleistung, basierend auf bestehenden Prozessmodellen. Dabei werden diese Prozessmodelle ebenfalls in die virtuelle Lernumgebung geladen und als Hinweise für den Nutzer angezeigt. So wird es möglich, den Lernenden durch einen Prozess zu leiten und ihm die Möglichkeit zu geben, interaktiv eine Schulung zu erleben.

Technisch gesehen wird in der virtuellen Lernumgebung auf virtuelle Realitätsbrillen (Oculus Rift) aufgesetzt. In Kombination mit Körperbewegungserfassungskomponenten (Microsoft Kinect bzw. Leap Motion) wird eine vollständige Interaktion mit virtuellen Objekten ermöglicht.

Unterstützung durch Smart Glasses (AR)

Um darüber hinaus die Mitarbeiter in ihrer Ausführung zu unterstützen wird in der erweiterten Realität auf identische Weise die Unterstützung und Führung durch den Aus- und Weiterbildungsprozess realisiert.
Dabei wird auf Basis einer erweiterten Realitätsbrille dem Dienstleistungserbringer der Ablauf zur Durchführung des Serviceprozesses angezeigt und dieser damit durch den Prozess geführt. Aus didaktischen Gründen werden dabei die identischen grafischen Darstellungen wie in der virtuellen Realität wiederverwendet. Dadurch ist es für den Lernenden besonders einfach die Übertragung aus der virtuellen Lernumgebung in die erweiterte Realität zu vollziehen und die Erinnerung an das virtuelle Lernszenario, in welchem der Lernende den Ablauf erlernt hat, wird bewusst stimuliert.

Technisch gesehen werden in der erweiterten Unterstützungsumgebung Augmented Reality-Brillen (Meta One) oder Smart Glasses (Google Glass oder Vuzix M100) eingesetzt, um zusätzliche Informationen vor Ort einblenden zu können.

Gesamtkonzept

Das Konzept vereint verschiedene Vorteile. Zunächst ist es möglich dem Lernenden praktische Aus- und Weiterbildungstätigkeiten zu vermitteln, welche über die Vermittlung von theoretischen Grundlagen hinausgehen. Darüber hinaus werden die Lehrenden entlastet, da diese die Schulungen nur einmalig für die Lernumgebung aufbereiten müssen. Dies ist insbesondere in der betrieblichen Weiterbildung relevant, da somit die erfahrenen Mitarbeiter entlastet werden können.

Insgesamt ist ein kostengünstiger Einsatz in Unternehmen jeder Größe möglich, da die Hardwarekomponenten auf Basis aktueller Endgeräte aus dem Bereich der Endkunden stammen. Damit das Gesamtsystem den bestmöglichen Erfolg erzielen kann, wird auf didaktische Gegebenheiten und Vorgaben Rücksicht genommen, sodass das System eine punktgenaue Unterstützung für die individuellen Lernenden leisten kann. Dies wird dadurch realisiert, dass die unterschiedlichen Lernszenarien aufeinander aufbauend und mit unterschiedlichen Einstiegspunkten je nach bereits vorhandener Vorbildung konzipiert werden. Damit können Dienstleistungserbringer mit unterschiedlichen Vorerfahrungen sinnvoll eingebunden werden.
Das Projekt wird in Kooperation der Universität Osnabrück, der Universität des Saarlandes, des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation, der IMC und den beiden Anwendungspartnern Amazonenwerke und Klima Becker durchgeführt. Darüber hinaus werden lokale Bildungseinrichtungen wie Berufs- und Meisterschulen mit eingebunden.

Videos