Von Prof. Dr.-Ing. Gerrit Meixner

Immersive MR-Anwendungen haben das Potenzial, die Trainingserfahrung erheblich zu beschleunigen, da sie Trainingsinhalte in einem realistischeren Kontext präsentieren können. Durch diesen spezifischen Arbeitskontext wird zudem die Hemmschwelle gesenkt, sich mit dem Thema Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz zu beschäftigen. Zudem zeigen Studien, dass mögliche negative Begleiterscheinungen wie bspw. Cyber Sickness bei immersiven MR Anwendungen nicht so ausgeprägt sind. Ein derartiges innovatives Arbeitssicherheitstraining in MR zur nachhaltigen Reduzierung des verhaltensorientierten Unfallaufkommens wurde bisher, nach unserem Kenntnisstand noch nicht umgesetzt und stellt damit ein Novum dar.

Von Anja Ernst

SensAR focuses on the communication of sensory data by means of AR and its use in production processes. The approach focuses on generalisable processes without intruding specific production workflows. The goal is to achieve work relief especially for SMEs.

In SensAR AR-applications are developed to retrieve and context-sensitively display sensor data, which support common use cases. For this suitable technologies need to be combined. In the holistic approach research areas such as dynamic object recognition, indoor-location, sensor technology and standards, UI and data security are combined – this is what distinguishes the project from many others.

AR in Industry 4.0, Location- and context-related sensory data transmitted via augmented reality

Von Daniel Görlich

„VR Horizon“ demonstriert, wie riesige und sogar unendlich große virtuelle Welten allein durch realistische Bewegungsarten des Benutzers – also ohne Teleportfunktionen und dergleichen – auch auf einer kleinen Sensorfläche möglich sind, indem Techniken wie unendliches Gehen, passive Bewegung des Benutzers und prozedurale Generierung kombiniert werden. In dieser Demo wurde ein vierstöckiges Einkaufszentrum mit einer 639 m² großen Einkaufsfläche und einer unendlichen Anzahl von Büros in der vierten, d.h. der Management-Etage, auf einer einfachen 5×5 Meter großen Sensorfläche realisiert.

Von Benedikt Tobias Müller

Im Rahmen der Dissertation wurde erfolgreich eine Online-Content-Management-Plattform für AR-Modelle und Animationen sowie eine einfach zu bedienende Smartphone-Anwendung entwickelt. Sie ermöglicht es Pädagogen aller Fachrichtungen, AR schnell und ohne Vorkenntnisse in der AR-Programmierung in ihren Unterricht zu integrieren. Die Studenten können die Kursinhalte visuell in neuen Dimensionen und mit nie dagewesener Interaktivität erkunden. Eine breite Palette von Industriestandardformaten wie OBJ, OFF und STL und Anwendungen, z. B. verschiedene numerische Simulationssoftware, werden bereits von den neu entwickelten Konvertern unterstützt, weitere sind in der Entwicklung.

Von Abdullah Doksanbir

Our research combines artificial intelligence with virtual reality to give students the opportunity to experience their own constructions in a VR-environment. Mechanical engineering students at TU Dortmund receive an assignment to design a gear box in form of 2D technical drawings during the semester. With this tool, the students will be able to upload their drawings. It is planned that the tool supports both hand drawings and CAD drawings. The AI will detect the machine elements in the drawings and transfer the data to the VR-environment. Students can then assemble and evaluate their designs in a virtual 3D space.

Von Björn Konopka

WizARd, ein intuitives AR-Authoring-Tool, wurde entwickelt, um Prozessexperten in die Lage zu versetzen, AR-Inhalte innerhalb der Organisation für eine Vielzahl von unterschiedlichen Kontexten zu erstellen. Bediener ohne Programmierkenntnisse oder AR-Erfahrung können mit WizARd ihre eigenen AR-Anwendungen erstellen. Diese AR-Anwendungen können die Benutzer bei der Einhaltung komplexer physikalischer Prozesse unterstützen.
Im Vergleich zu früheren Forschungen soll das Tool Betreibern ermöglichen, AR-basierte Prozessleitsysteme für physikalische Prozesse zu erstellen. Ein Beispiel hierfür wäre eine AR-gestützte Wartungsanweisung für hochkomplexe Anlagen, die von einem Bediener innerhalb weniger Minuten erstellt werden kann.

Von Robin Epkenhans

Die unkonventionelle, experimentelle und kreative Kombination aus vielen verschiedenen digitalen und analogen Werkzeugen ist einzigartig und immersiv, wenn man sie mit einer VR-Brille betrachtet.

Von Harald Opel, Tobias Bieseke

Bei ‚page21‘ handelt es sich um einen immersiven Raum (IR) oder wie man früher sagte CAVE. Der Unterschied zu anderen CAVEs liegt darin, dass die interaktive Steuerung via Kinect Sensor den Rezipient*innen eine intuitive Körpernavigation innerhalb der virtuellen Welten ermöglicht. Dabei versucht das System weitestgehend auf optische Interfaces zu verzichten, was das Erlebnis für die Besucher*innen besonders intuitiv und organisch macht. Dieses System bewegt sich an der Spitze der Innovation und sucht in Punkto Besucher*innen Reaktivität seines gleichen.

Digital City Science is a multidisciplinary research team exploring scientific approaches for the analysis and integrative planning of urban systems.

Urban design of a new neighborhood must traditionally meet regulations that vary depending on the location. Beyond laws, limits and standards, the reformulation of large-scale urban development process can be more innovative when considering additional criteria such as buildings configuration, traffic noise mitigation, walkability, and wind reflection. The Grasbrook Cityscope revolutionizes this process by providing this assessment at an early design phase of projects, saving time, money, reducing uncertainty and unleashing creativity, when it analyses in an integrated way these four attributes through near real-time simulations, measuring important trade-offs in the proposal and, thus, facilitating faster consensus among multiple stakeholders.

Von Markus Hollig

Das theoretische Verständnis und die Beherrschung der korrekten Durchführung des Nachweises eines irreversiblen Hirnfunktionsverlustes („Hirntod“) spielt sowohl aus medizinischer Sicht als auch in der Kommunikation mit den Angehörigen (z.B. bei der Prognoseeinschätzung, der Todesnachricht und der Bestimmung eines potentiellen Spenders für den Patienten) eine entscheidende Rolle – dies zu trainieren und in einer geschützten Umgebung Sicherheit zu gewinnen, war bisher nicht möglich.
Unsere VR-Anwendung ermöglicht erstmals die überwachte Durchführung einer vollständigen Hirntoddiagnostik in einem individualisierbaren Patientenszenario einer Intensivstation.

Von Jens Gerken

Bei der Steier MR Sim wird die Handhabung einer Feuerwehr-Drehleiter virtuell geprobt. Dies spart Kosten und ermöglicht eine frequentere Übungsdichte.

Von Jonas Blattgerste

Bring Your Own Device“-Ansätze machen Smartphone-basierte Augmented Reality heute realistisch skalierbar, aber aktuelle Ansätze konzentrieren sich meist auf visuelle statt auf interaktive Komponenten, was ihre Einsatzmöglichkeiten im Bereich Lernen/Training stark einschränkt. TrainAR füllt diese Lücke, indem es eine kostenlose, vollständig dokumentierte, quelloffene, ganzheitliche Kombination aus evaluierten Interaktionskonzepten, einem Autorentool und didaktischen Überlegungen für prozedurale AR-Trainings auf Smartphones anbietet. Es ermöglicht Domänenexperten, ihre eigenen prozeduralen AR-Trainings zu erstellen, ohne Programmierkenntnisse oder AR-spezifisches technisches Fachwissen, und sie in Klassenzimmern oder Vorlesungen in großem Umfang einzusetzen, heute.

Von Prof. Dr. Thies Pfeiffer

While AR is increasingly explored to solve educational challenges because of its potential for improved learning outcomes and motivational factors, scaling it today remains a challenge because of hardware costs, required onboarding and missing expertise. As a result, large-scale, long-term evaluations with real curricular usage of the technology are missing. The Heb@AR App is an AR App (Android & iOS) for academic midwifery education that includes 5 practical trainings to address this challenge using a BYOD approach. The App is available for free in the app stores and is already implemented and evaluated in several academic midwifery curricula.

Von Christian Geißler

In den letzten Jahren hat der Fernunterricht immer mehr an Bedeutung gewonnen. Dies gilt auch für den Bereich der medizinischen Lehre. Das ‚SkillsLab+‘-Projekt knüpft an diese Entwicklung an, indem es die Digitalisierung der praktischen medizinischen Lehre vorantreibt.

Bei dem Projekt handelt es sich um eine skalierbare AR-Anwendung zur Verbesserung der medizinischen Lehre, mit der Studierende selbstständig klinische Untersuchungen erlernen können. Das Alleinstellungsmerkmal sind medizinische Landmarken, die durch unser XRay-Vision bei Bedarf hinzugefügt werden können und in diesem Zusammenhang einen sehr hohen Stellenwert haben. XRay-Vision ermöglicht es dem Benutzer, einzelne Körperschichten sichtbar zu machen. Die gesamte Anwendung wurde in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit medizinischen Experten entwickelt und getestet.

Von Univ.-Prof. Dr. Dr. Björn Niehaves

ARRIVE zielt darauf ab, zu untersuchen, wie Stressoren von Verkehrsunfällen in eine VR-Umgebung integriert werden können, um Kompetenzen über die Rettungskette unter realen Bedingungen zu vermitteln. Dies schafft neue Erkenntnisse darüber, wie Stressoren von potenziellen Ersthelfern in VR integriert werden können und wie dies die Vermittlung von Handlungskompetenzen verbessern kann. Das Projektergebnis wird ein Demonstrator sein, der zeigt, wie Stressoren aus dem realen Leben auf die VR-Nutzung übertragen werden können. Als neuer Ansatz kann ARRIVE Vorbildcharakter für andere „Stressszenarien“ haben, zum Beispiel in der Piloten- und Lokführerausbildung.

Von Elisa Hock

Embrymio ist eine immersive, pädagogische VR-Anwendung über die Entstehung von neuem Leben im Mutterleib. In der Rolle des Embryos erlebt der Betrachter die Entwicklung des Kindes, geführt von der Stimme der Mutter. Sie kann sowohl in VR als auch als 360°-Video erlebt werden, vorzugsweise in einer ruhigen und gemütlichen Umgebung, um sich ganz auf die meditative Stimmung der Geschichte einzulassen.

Es schafft eine hohe Immersivität durch die Einbeziehung verschiedener Sinne, wie Hören und Sehen im dreidimensionalen Raum, sowie Körperbalance und Kopfbewegung. Durch die Emotionalität des Themas und die direkte Ansprache des Zuschauers wird das Geschehen emotional verankert. Dies soll zu einem intensiven Lerneffekt führen, da die ursprüngliche Zielgruppe für dieses Projekt Medizinstudenten waren.

Von Zhongxin Xia

XR4Hydro ist eine XR-Plattform zur Erstellung von digitalen Lehrmitteln zur Vermittlung von Geräte- und Geländewissen in Zeiten der Coronavirus-Pandemie, aber auch zur digitalen Bereicherung des zukünftigen Unterrichts. Es soll eine kostengünstige und einfache Lösung sein. Durch die Verwendung preiswerter Kartons erhalten die Schüler einen Eindruck von den Merkmalen des Gebiets, wie z. B. Größe des Einzugsgebiets, Topografie, Landnutzung, Niederschläge, Verlauf des fließenden Wassers, Abfluss usw.

Von Henry Krumb, Bernhard Dorweiler (Uniklinik Köln), Anirban Mukhopadhyay

Gesundheitswesen „Wir geben dem Chirurgen ein visuelles Feedback, während er in einer strahlungsfreien Umgebung übt. Wir kombinieren KI und 3D-Druck, um eine kostengünstige patientenspezifische chirurgische Planungs- und Übungsplattform zu entwickeln. Wir entwickeln eine KI-gestützte Visualisierung für die Hybridnavigation, die die Strahlenbelastung minimiert.“

Von Benedikt Hofmeister

Mehrere Forschergruppen haben im Laufe der Jahre das Konzept der Entkopplung des menschlichen Auges von der Umgebung durch den Einsatz von Virtual-Reality-Brillen und -Kameras vorgeschlagen. Der offensichtliche Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass schädliche Strahlung keine Möglichkeit hat, das Auge zu erreichen, und der Benutzer somit vor Laserstrahlung jeder Wellenlänge geschützt wird. Außerdem wird durch das Fehlen von Laserfiltern ein volles Farberlebnis ermöglicht. Das Konzept wurde jedoch nie bis zu einem marktfähigen Produkt umgesetzt. Wir haben uns dieses Problems angenommen und einen voll funktionsfähigen und zertifizierten Prototyp entwickelt.

Von Jonas Deuchler

Unser selbst implementiertes immersives VR-Klassenzimmer bringt soziale Lernräume auf die nächste Stufe, indem es immersives Lernen, meist Einzelspieler-Erfahrungen mit Schwerpunkt auf individueller Bildung, mit sozialer VR kombiniert, die es Studierenden ermöglicht, zusammenzukommen, um Inhalte zu erkunden, Ideen auszutauschen und Fragen zu stellen. Durch die Entwicklung von lehrveranstaltungsspezifischen Inhalten, die gemeinsam in der virtuellen Umgebung erkundet werden sollen, zeigen wir, dass VR ein weitaus größeres Potenzial bietet als die bloße Übernahme von Vorlesungsstrategien aus der realen Welt, wie es häufig bei Webkonferenzen oder bei der pädagogischen Nutzung frei verfügbarer Social-Virtual-Reality-Plattformen wie VRChat, Horizon oder AltspaceVR der Fall ist.

Von Prof. Dr.-Ing. Fahmi Bellalouna

Patienten mit früher Alzheimer-Krankheit können räumliche und zeitliche Orientierungsstörungen haben. Ziel des Projekts „VR-App zur virtuellen Wahrnehmung von Gedächtnisstörungen bei Alzheimer-Patienten“ ist es, die Immersionstechnologie zum Orientierungstraining für Alzheimer-Patienten einzusetzen. Im Rahmen des Projekts wurde eine VR-Trainings-App implementiert, die verschiedene virtuelle Orientierungsspiele zum Training der Gedächtnisleistung des Patienten beinhaltet. Die Projektziele:
– Den Patienten zu helfen, sich daran zu erinnern, wie sie alltägliche Aktivitäten ausführen können.
– Schaffung von Immersion und eines Gefühls der Anwesenheit bei den Patienten.
– Stimulation des Gedächtnisses durch die Integration der Gesichter der Angehörigen in VR.
– Suche nach einer geeigneten Anwendung zur Unterstützung von Patienten mit Gedächtnisschwäche.

Von Prof. Dr.-Ing. Fahmi Bellalouna

Im Rahmen dieses Projekts wurde eine VR-Trainings-App für die Installation des „Ammonia Compressor Pack (ACP) Project“ des deutschen Kälte- und Klimaanlagenbauers Bitzer implementiert. Die VR-Training-App wird genutzt, um die Kunden von Bitzer weltweit für die Installation des ACP zu schulen. Die VR-Training-App stellt den realen Prozess der ACP-Anlieferung per LKW, die Entladung per Kran, die Montage der verschiedenen Komponenten in der Umgebung des Kunden und zum besseren Verständnis eine Flüssigkeitssimulation sowie detaillierte Definitionen der Hauptkomponenten des ACP dar. Die App verfügt über einen Multiplayer- und einen Einzelspielermodus. Die App beinhaltet eine vereinfachte, greifbare ACP-Inbetriebnahme.

Von Prof. Dr.-Ing. Fahmi Bellalouna

Ziel dieses Projekts ist die Implementierung einer VR-Trainingsanwendung für die Flugzeugbrandbekämpfung in der virtuellen Realität. Zu diesem Zweck wurde ein konkretes Trainingsszenario erstellt, das den Spielern alle Möglichkeiten bietet, zu interagieren und den Umgang mit Flugzeugbränden zu erlernen. Neben der großen unübersichtlichen Unfallstelle zeichnet sich ein Flugzeugbrand vor allem durch die besondere Behandlung aufgrund der brennenden Materialien aus Fasern aus. Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, den Einsatz von VR-Technologie in solchen speziellen Anwendungsfällen wie der Flugzeugbrandbekämpfung zu untersuchen und deren Potential aufzuzeigen.

Von Prof. Dr.-Ing. Fahmi Bellalouna

Laborversuche sind ein essenzieller Bestandteil, des Bildungsbereichs zur Förderung der Lehre. Eine sichere Durchführung der Versuche ist aufgrund der aktuellen anhaltenden Corona Pandemie, nicht mehr gegeben. Hierbei stellt Virtual Reality (VR) einen Lösungsansatz dar. Das Ziel dieses Projekts besteht darin, den Laborversuch „mobiler Pumpenprüfstand“ der Hochschule Karlsruhe Fachbereich Maschinenbau, als interaktive und immersive VR-Anwendung umzusetzen. In der virtuellen Umgebung hat die Studierende die Möglichkeit, das Labor sowohl alleine (Single-player-Mode) oder gemeinsam (Multi-Player-Mode), mit zeitlich und örtlich flexibel durchzuführen.

Von Aimee Sousa Calepso

In unserer Arbeit haben wir eine neuartige Nutzung der erweiterten Realität vorgeschlagen, um das Lernen von Vokabeln zu erleichtern. Wir haben einen kleinen Prototyp entwickelt, um die Technik zu demonstrieren. Wir haben auch zukünftige Verbesserungen vorgeschlagen, die implementiert werden können, um sie zu einem Teil einer größeren Lernumgebung zu machen, die viele Aspekte der erweiterten Realität umfasst.

Von Nikolas Müller

Nikolas Müller ist ein bildender Künstler und 3-D-Designer aus Köln. In seinen Aquarellen, Zeichnungen und 3-D-Animationen schöpft er viel aus seiner eigenen Biografie und beleuchtet Themen wie fragile Männlichkeit, psychische Krankheit, Ausgrenzungsmechanismen, Behinderung und männliche Emotionalität. In den letzten Jahren hat sich Müllers künstlerische Praxis in Richtung eines eher malerischen Aquarell-Genres entwickelt, in dem er 3-D-Elemente mit analogen Elementen und künstlerischen Videos mischt.

Von Stefan Liszio

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine schmerzfreie, nicht-invasive Methode, um einen Blick ins Innere des Körpers zu werfen. Dennoch sind die Enge der Röhre, die lauten Geräusche und die Notwendigkeit, still zu liegen, für viele Menschen eine Belastung. Kinder reagieren oft mit Angst, Stress und körperlicher Unruhe. Daher ist es üblich, die kleinen Patienten zu sedieren oder zu betäuben, um eine korrekte Diagnose zu stellen, was nicht ohne Risiko ist. Der Pengunaut Trainer ist eine VR-App für Smartphones, die Kinder spielerisch auf MRT-Untersuchungen vorbereitet. Während die Spieler einen virtuellen MRT-Scan erleben, üben sie, während der Untersuchung ruhig zu liegen.

Von Max Schulte, Soufian Kaddouri, Can Ata, Hannah Jürgens, Maria Schreider

Im Rahmen unseres Projekts wurde eine grundlegend neue Steuerung für eine LKW-Arbeitsbühne entworfen. Um schon vor einer aufwendigen Entwicklung validieren zu können, ob dieses Bedienkonzept leicht zu nutzen ist, wurde eine Mixed-Reality-Simulation entwickelt. Dies ermöglichte ein frühes und sicheres Testen sowie ein schnelles Anpassen von Konzept und Umgebung durch die Nutzung einer Game-Engine.
Für eine möglichste hohe Immersion wurden die Testpersonen in einen echten Arbeitskorb einer LKW-Arbeitsbühne platziert, welcher in einer hierfür von uns gebauten Green-Screen-Box stand. Durch das Verwenden einer Varjo XR Brille konnten der Korb und der Nutzer live maskiert und in der virtuellen Simulation eingeblendet werden.

Von Felix Michels

Während herkömmliche virtuelle Simulatoren meist zweckgebunden sind und für jede Funktion direkt geskriptet werden, verfolgt unser Ansatz, einen Simulator auf der Grundlage des realen Steuerungsprogramms einer SPS zu erstellen, das Ziel, Hard- und Software in den Regelkreisen einzusetzen. Dadurch stellen wir sicher, dass das Verhalten der simulierten Maschine (z. B. einer Tunnelbohrmaschine) dem realen Leben nachempfunden ist. Unsere Simulation dockt an das reale Steuerungsprogramm an und interagiert mit virtuellen Sensor- und Aktorwerten. Wir können sehr individuelle Szenarien konstruieren, vom Nennbetrieb bis hin zu Extremfällen wie Motorfehlern und Stresstests.

Von Andreas Weigel

Im Rahmen des Forschungsprojekts aSTAR wurde eine flexible VR-Software entwickelt, die die Gestaltung von VR-Szenarien auf der Basis eines No-Code-Ansatzes ermöglicht. Die Software ermöglicht es, Montage- und Wartungsszenarien an verschiedenen Krantypen in unterschiedlichen Umgebungen realitätsnah abzubilden und Herausforderungen aus der Arbeitspraxis nachzustellen und zu erleben. Auf diese Weise kann der Wissenstransfer über lokal getrennte, aber über eine Wertschöpfungskette verbundene Organisationen hinweg unterstützt werden. Darüber hinaus können VR-Trainingsszenarien am Kran entworfen werden, die den Arbeitsprozess mit möglichen Herausforderungen abbilden und einen Wissenstransfer in einem sicheren Raum ermöglichen.

Von Jakob Hüfner

Die Plattform nutzt die Technik des Motion Tracking und die Technik des Projection Mapping, um eine taktile Spielwiese für Storytelling und Gaming zu schaffen. Mit unserer Plattform wollten wir die Welt des Kinos mit der Welt des Theaters und des Gaming verbinden. Einerseits haben wir eine Plattform geschaffen, auf der der Film / das Video im wahrsten Sinne des Wortes live vor den Augen des Publikums erstellt wird. Zum anderen bietet unsere Plattform die Möglichkeit, Features des Storytellings mit Spielelementen zu kombinieren, so dass das Publikum eine aktive Rolle spielt.

Von Muhammad Alfakhori

Um ein immersives Augmented Reality (AR)-Erlebnis zu schaffen, müssen digitale Inhalte an die reale Umgebung angepasst werden, damit sie wie ein reales Objekt erscheinen und mit ihm interagieren. Dazu muss das virtuelle Objekt ganz oder teilweise von einem realen Objekt verdeckt werden, damit die Sichtlinienregeln eingehalten werden. In dieser Studie wird die räumliche Karte der HoloLens 2.0 mit dem Stadtmodell angereichert, um den begrenzten Scanbereich zu überwinden, wobei das LOD1-Stadtmodell als Okklusionsmaske in einer benutzerdefinierten Rendering-Pipeline verwendet wird. Der entwickelte Okklusionseffekt wird für die Stadtplanung im Freien verwendet.

Von Linda Hirsch

Unsere Arbeit führt das Konzept der Traces in der VR ein, das die asynchrone soziale Präsenz und eine sinnvolle Nutzer-Ort-Beziehung erhöht. Es ist ein relevantes Konzept für gemeinsam genutzte VR-Umgebungen wie das Metaverse, die über den individuellen Besuch hinaus bestehen bleiben. Solche VR-Umgebungen müssen reflektieren und den Nutzern mitteilen, was andere getan haben, und eine räumliche Affordanz und Nutzungshistorie bieten. Unsere Studien zeigen, dass Spuren das Gefühl sozialer Präsenz deutlich erhöhen, indem sie eine „natürliche“ Entwicklung von gemeinsam genutzten Räumen und Aktivitäten widerspiegeln. Außerdem erhöhen sie das Verständnis dafür, wie ein gemeinsamer VR-Raum genutzt wurde und genutzt werden kann.

Von Jonny Bongers

Das Projekt Boutique 2XXX setzt sich kritisch damit auseinander, wie Luxus beschrieben werden kann und was Luxus in Zukunft sein könnte. Dazu werden die unterschiedlichen Perspektiven der Teilnehmer auf das Thema in einer Augmented-Reality-Installation assoziativ verhandelt. Während die Ausgangspunkte virtuell und textuell vermittelt werden, kommunizieren die Teilnehmer ihre Beiträge über verschiedene Medien. Die Ergebnisse werden anschließend in einer digitalen Boutique ausgestellt. Die Zukunft bietet einen Raum, der die Grenzen des Denkens im Jetzt überwindet und neue Konstellationen von Möglichkeiten aufzeigt.

Von Dr. Caterina Schäfer

Das Lehr- und Forschungsprojekt greift aktuelle und reale Bedarfe zu VR aus Perspektive von Lehramtsstudierenden und Lehrkräften aus der Schulpraxis auf: Phasenübergreifend arbeiten Studierende und Lehrkräfte gemeinsam an der Implementierung von VR in Schule. Die Lehr- und Lernform Service Learning und Forschungsmethoden wie Ratingkonferenzen werden genutzt, die auf partizipative und kooperative Zugänge und einen gemeinsamen Lernweg ausgerichtet sind. Die Ergebnisse fließen direkt in die Weiterentwicklung des Projektes ein und sorgen so für eine langfristig angelegte und nachhaltige Zusammenarbeit zwischen Hochschule und Schule. Die Forschung ist somit eng an Praxis angelegt und unterstützt gleichzeitig die kritische Auseinandersetzung mit VR im Bildungskontext.

Von Prof. Dr. med. Georg Juckel

AVEX unterscheidet sich von anderen VR-Trainings dadurch, dass es von Grund auf für den Einsatz in der Hochschulbildung konzipiert ist. Es werden mehrere wichtige Forschungsfragen behandelt: Wie kann man ein VR-Training für groß angelegte Klassenzimmer-Szenarien (parallele Sitzungen von jeweils 15-30 Minuten) gestalten? Wie kann man dem Lehrer Transparenz bieten, so dass er die Fortschritte der Schüler überwachen kann? Wie kann man es Lehrern ermöglichen, ihre eigenen spezifischen Trainingsinhalte zu erstellen? Wie lassen sich Schulungseinrichtungen bereitstellen, die sowohl im Labor als auch zu Hause genutzt werden können? Zunächst einmal muss das AVEX ein hohes Maß an Präsenz bieten, damit die Schüler ein realistisches Diagnoseszenario erleben.

Von Jan Luca Siewert

VR-PLC is an international, multi-domain research project to utilise Virtual Reality for trainings and workshops on PLC programming by technicians and apprentices in Poland and Lithuania. A virtual learning environment is fully integrated into a broader online-learning platform, so that practical VR exercises can be used by educationalists alongside interactive presentations and videos. With industrial domain experts, sociologists, and VR developers, this project gathers experiences to best-practices to build a pan-European VR learning platform.

Von Sven Mayer

Realitätsübergreifende Systeme ermöglichen es den Nutzern, sich auf dem Kontinuum zwischen Realität und Virtualität zu bewegen oder mit anderen zusammenzuarbeiten, die verschiedene Ausprägungen der Realität erleben. Das Prototyping dieser Systeme ist jedoch eine Herausforderung, da es anspruchsvolle technische Fähigkeiten, Zeit und oft teure Hardware erfordert. Wir stellen VRception vor, ein Konzept und Toolkit für das schnelle und einfache Prototyping von realitätsübergreifenden Systemen. Durch die vollständige Simulation aller Ebenen des Realitäts-Virtualitäts-Kontinuums in der Virtuellen Realität überwindet unser Konzept die Asynchronität der Realitäten und beseitigt technische Hindernisse. Unser quelloffenes VRception-Toolkit nutzt dieses Konzept, um ein schnelles Prototyping von realitätsübergreifenden Systemen und ein einfaches Remixing von Elementen aus allen Kontinuumsebenen zu ermöglichen.

Von Rahel Flechtner

In den letzten Jahren ist das Bewusstsein für psychische Gesundheit deutlich gestiegen. Dennoch sind Menschen, die von psychischen Störungen betroffen sind, immer noch einer Stigmatisierung ausgesetzt. Insbesondere bei Menschen, die an einer sozialen Angststörung (SAD) leiden, kann diese Stigmatisierung die Symptome sogar noch verstärken. Mit unserer VR-Anwendung „hopohopo“ wollen wir das Bewusstsein für diese weit verbreitete psychische Störung schärfen, fundierte Informationen zum besseren Verständnis psychischer Probleme liefern und damit Stigmatisierungen abbauen. Gerade im Zusammenhang mit Sensibilisierungsinstrumenten birgt die virtuelle Realität ein noch nicht ausgeschöpftes Potenzial: Der hohe Grad der Immersion kann das Lernen über ernste Themen ansprechender und damit effektiver machen.

Von Kirill Kronhardt

Wir präsentieren VRSimBot – eine Virtual-Reality-Simulationsumgebung für KI-gestützte Assistenzroboter. Solche Roboter werden oft auf einen Tisch oder einen Rollstuhl montiert, um von Menschen mit motorischen Beeinträchtigungen benutzt zu werden. Ihr sperriges Design und ihre technische Komplexität erschweren die Entwicklung und die Einbeziehung der Benutzer. Mit unserer VR-Simulation lassen sich Visualisierungs- und Interaktionskonzepte schnell entwerfen und evaluieren. Unsere aktuelle Arbeit zielt zum Beispiel darauf ab, die Schwierigkeit der Steuerung eines Roboterarms zu verringern, indem wir eine KI implementieren, die optimale Bewegungen für eine bestimmte Situation vorschlägt (KI-gestützte Steuerung) und den Roboter mit einer hilfreichen Visualisierung ausstatten, um die Lesbarkeit des Roboters zu verbessern.

Von Jens Maiero

Die Vorteile von VR für das Lehren und Lernen kommen vielen Bereichen zugute. Dennoch decken die meisten der derzeit kommerziell erhältlichen VR-Anwendungen nur fachspezifische Themen ab. Eine Anpassung an die eigenen Bedürfnisse ist kaum möglich. Das Ergebnis ist eine Vielzahl von Insellösungen. Wir stellen daher ein Konzept vor, das ein freies Autorenwerkzeug für immersive Lernumgebungen bereitstellt. Unser Fokus liegt dabei auf der Einfachheit der Inhaltserstellung – nicht nur ein Experte soll Inhalte erstellen können, sondern auch ein weniger erfahrener Nutzer. Das Ziel ist es, virtuelle Lerninhalte so einfach zu erstellen wie Whiteboard-Notizen oder PowerPoint-Folien.

Von Jonas Zimmer

Unser Forschungsprojekt bietet eine immersive VR-Erfahrung, um eine Hypothese in einem psychologischen Kontext empirisch zu testen. Ein Teil des Ziels dieser Forschung ist es, herauszufinden, ob die mit dem VR-Experiment gewonnenen Daten mit den durch Fragebögen gewonnenen Daten übereinstimmen, um zu beweisen, dass VR-Projekte zur Durchführung legitimer Forschungsexperimente verwendet werden können und realistische und zuverlässige Ergebnisse liefern.

Von Jonas Zimmer

Die VR-Zeitreise ist eine VR-Ausstellung im Deutschen Museum Nürnberg mit einem sehr heterogenen Zielpublikum von 12 bis 80 Jahren. Wir haben eine spielerische, raumgreifende Multiplayer-Anwendung entwickelt, die intuitiv und unterhaltsam ist und sich in das didaktische Konzept der Ausstellung einfügt. Es ist auch ein Forschungslabor, in dem wir Methoden des Spieldesigns erforschen, um das immersive Potenzial einer VR-Anwendung zu vertiefen und das Multiplayer-Verhalten in einer raumgreifenden Umgebung zu beobachten.

Von Janine Riemann

Es gibt bereits viele Forschungen zum Thema Hungergefühl. Diese befassen sich jedoch bisher nur mit der Beeinflussung des Hungergefühls oder der Essensgelüste in der Realität oder auf der 2D-Ebene. Über die Beeinflussung des Hungergefühls und der Essensgelüste in der virtuellen Welt gibt es jedoch bisher keine Forschung (zumindest habe ich noch keine anderen Arbeiten dazu gefunden). Meine Forschungsfrage ist die erste, die sich mit diesem Thema in einer 360°-Immersion befasst.

Von Matthias Süncksen

1. Realistische Körpervisualisierung durch physikalisch basiertes Volumenrendering.
2. Verwendung handelsüblicher Virtual-Reality-Ausrüstung für hohe Interaktivität und Zugänglichkeit.
3. Einübung von Projektions- (Röntgen) und Querschnittsbildern (CT und US), die interaktiv mit den histologischen/fotografischen Körperdaten verglichen werden können.

Von Matthias Süncksen

1. Gefährdungsfreies medizinisches Training der intraoperativen Röntgenbildgebung.
2. Mit Hilfe von handelsüblichen Virtual-Reality-Geräten kann der Anwender mit einem OP-Röntgengerät (C-Bogen) üben.
3. Interaktive Visualisierung der sonst unsichtbaren Röntgenstreustrahlung in der simulationsbasierten Trainingsumgebung.

Von Tino Hentschel

Unser Projekt „PflegeDigital 2.0“ zeigt eine modulare, praktisch einsetzbare Softwarelösung zur Vermittlung pflegerischer Handlungsprozesse während der Aus- und Weiterbildung von Pflegepersonal.

Diese beinhaltet insgesamt 22 interaktive, mehrsprachige Online-Lernmodule, die den Ablauf pflegerischer Handlungsprozesse durch Abbildungen, Texte und Sprachausgaben vermitteln und sowohl auf mobilen Endgeräten als auch auf dem PC browserbasiert verwendet werden können.

Als Alleinstellungsmerkmal können motorisch besonders anspruchsvolle Sequenzen zusätzlich in Virtueller Realität („VR Nugget“) trainiert werden. Durch Verwendung des W3C-Standards WebXR wird dabei der Wechsel zwischen Webbrowser und Virtual Reality erheblich vereinfacht.

Von der AG Mixed Reality und Visualisierung (Christian Geiger, Charlotte Triebus, et al)

Die AR-Tanzperformance kin_ zeigt einen Weg auf, Tanzqualitäten mit virtuellen Mitteln zu erleben, wobei sowohl künstlerische physische als auch digitale Möglichkeiten berücksichtigt werden. So kann die Forschung eine Form des Empowerments sein, die am Diskurs um den performativen Körper teilnimmt und einen Standpunkt zu den ethischen Fragen rund um den Einsatz virtueller Körper liefert. kin_ ist ein exploratives Tanzstück über menschliche Körperlichkeit und körperbasierte Kunst durch und mit digitaler Technologie und beschäftigt sich mit der Übertragung von Performativität ins Digitale, Realitätsverstrickungen und der Dichotomie von Überwachung und Intimität. Um Bedeutungsebenen und Aspekte im Hintergrund des Stücks aufzudecken, wurde kin_ im Rahmen eines TEDx-Vortrags über Avatar-Design und Ethik präsentiert. https://mirevi.de/blog/kin/

Von Andreas Fender

Unsere Forschung befasst sich mit einer grundlegenden, aber unerforschten Modalität in XR: asynchrones, aber räumlich kollokiertes Verhalten. Während Wissenschaft und Industrie hauptsächlich räumliche XR erforschen, erforschen wir eine „asynchrone Realität“, lassen den Raum unverändert und verändern nur die Zeit. Wir ermöglichen es den Benutzern, ihre physische Umgebung kohärent wahrzunehmen, während sie die Zeit einfrieren können, indem sie dynamisches Verhalten um sich herum aussetzen und die Realität später wieder einholen – genau *wie* und *wo* es passiert ist. Der Schlüssel dazu ist unser RGB-D-Kamerasystem, das die räumliche Dynamik erfasst, Personen und Objekte segmentiert und kausale Ereignisketten für die spätere Wiedergabe extrahiert. Asynchrone Realität hat zahlreiche Anwendungen in zukünftigen kollaborativen Umgebungen.

Von Andreas Fuchs

Dieser Beitrag beschreibt, wie ein VR-basiertes Fotostudio für die Fotografie-Ausbildung neue Lernmöglichkeiten durch VR-Technologien ermöglicht. Ausgehend davon, dass die Fotografie davon lebt, gute Perspektiven im dreidimensionalen Raum zu finden, war sowohl eine fotorealistische Umsetzung in Bezug auf Raumwahrnehmung, Lichtstimmung und Kamerainteraktionen ebenso notwendig wie die Integration von Erklär-, Anreiz- und Rückmeldesysteme zur Unterstützung der Lernenden, damit diese neben den technischen Kenntnissen auch die gestalterischen erlernen. Die VR-Anwendung offeriert Visualisierungen, die aufgrund ihrer räumlichen Natur nicht oder nur schwer gleichwertig ohne Nutzung von VR repräsentiert werden können.

Von Janieke Bekasinski

»Virtual Gardening« untersucht die Parallelen zwischen Gartenkunst und Virtuellen Räumen. Voraus ging die Beobachtung, dass wenige Ideen so gut gedeihen, wie die des Gartens – zahlreiche VR-KünstlerInnen, Ausstellungen und Veranstaltungen im Kulturbetrieb widmen sich der Gartenmetapher. Der uralte Kulturort transformiert sich mit den globalen Krisen in eine paradiesische Topografie der Sehnsucht. Gärten sind wie Kosmogramme, in denen sich Wunschbilder der Welt und der Gesellschaft äußern – Sie hüten einen utopischen Kern. Vergleichbares lässt sich über die imaginativen Welten sagen, die im Digitalen entstehen. Sind die Gärten der Zukunft zunehmend virtueller Natur? In einer ausführlichen wissenschaftlichen Untersuchung wird der Frage erstmals nachgegangen.

Von Alexandra Rupp, Marie Ronniger

Unsere Dissertation „Spielerische Interaktionskonzepte als intuitiver Einstieg in props-enhanced VR“ sieht einen leicht verständlichen Erstkontakt mit props-enhanced VR für ein Randgruppenpublikum vor. Wir konzentrieren uns auf die Körperlichkeit, die Requisiten in der VR bieten können, als Schlüsselfaktor für die Verbesserung des Immersionsgrades und der Intuition, die die Nutzer erleben.
Wir haben Studien gefunden, die sich mit den Reaktionen älterer Menschen auf einige vorgefertigte VR-Erlebnisse befassen und zu dem Schluss kommen, dass sie VR im Allgemeinen nicht nutzen wollen. Wir haben versucht, Merkmale zu identifizieren, die bei unseren Zielgruppen Abneigung hervorrufen können, und eine VR-Anwendung zu entwickeln, die diese vermeidet – in der Hoffnung, die Medienkompetenz unserer Zielgruppe positiv zu beeinflussen.

Von Micha Gittinger

Das Konzept basiert auf der Erstellung eines Seminars zur Vermittlung des Umgangs mit virtueller Realität (VR). Das Ziel ist die Steigerung der Selbstwirksamkeitserwartung von Lehramtsstudent*innen zum didaktisch sinnvollen Einsatz von VR im eigenen Unterricht. Daher konzipieren und erstellen die Student*innen in Kleingruppen im Zuge des Experience-Based-Teachings eigenständig VR-Umgebungen, um diese anschließend in der Gesamtgruppe zu erproben und die Ergebnisse zu diskutieren. Hierdurch wird nicht nur der Umgang vermittelt, sondern auch ein Abgleich zwischen erwarteten und erreichten Ergebnissen erreicht.

Von Andreas Dengel

Computer Science Education thrives from hands-on approaches in the classroom. While there are many ‚Computer Science Unplugged‘ activities to promote the fundamental ideas from Computer Science, many concepts cannot be visualized in the real world. Virtual Visualizations can help manifesting these concepts by finding interactive metaphors and analogies. First examples, where Immersive Learning can help learning Computer Science in Secondary School Education, have been developed in this research. The three virtual experiences make Computer Science Education engaging and immersive for students. While there are other virtual experiences on Computer Science Education, this is the first approach that makes use of visualizing analogies and metaphors that are unaccessible in the real world.