Interfacing New Realities E-Book

Alexander von Merzljak

• Herausgeber: Books on Demand
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 206

Veröffentlichungsjahr: 2018

Beschreibung

Augmented and virtual Realities` (AR und VR) stehen für erweiterte, angereicherte und künstliche Wirklichkeiten. Beide Technologien erschließen uns diese Realitäten mit zukunftsweisenden Displays und Bildgebungsverfahren. Sie sind der Schlüssel, der den Menschen den Zutritt zu völlig neuen Erlebniswelten ermöglicht. AR und VR agieren an den Schnittpunkten zwischen digitalen Anwendungen und unserer Lebenswirklichkeit. An diesen Schnittpunkten, den ´Interfaces` kommen neben Tablets und Smartphones zunehmend hochgerüstete ´SmartGlasses`, also intelligente Brillen zum Einsatz. Solche clevere ´Helferlein` verbinden uns in Sekundenbruchteilen mit anderen Menschen und versorgen uns zeitgleich mit Informationen, Inhalten und neuen Daten. Die damit verbundenen Technologien sind Eckpfeiler für die vierte industrielle Revolution, nämliche der digitalen Transformation der Wirtschaft. ´Interfacing New Realities` führt den Leser mit spannenden und unterhaltenden Berichten in diese Technologien ein und zeigt ihren aktuellen Einfluss auf Wirtschaft, Medizin, Forschung und Entwicklung, Kultur und Unterhaltung. Das Buch richtet sich an Technik-interessierte Laien bis hin zum angehenden Fachmann, die mehr über die vielen Anwendungsmöglichkeiten dieser innovativen Technologie erfahren möchten.

Leseprobe

Alexander von Merzljak

begleitet die Computerbranche seit über zwanzig Jahren als Autor und auf Unternehmensseite. Er sagt, dass „Augmented Reality“ ein Eckpfeiler für die vierte industrielle Revolution, die digitale Transformation der Wirtschaft, sein wird. In seinem neuen Buch stellt er Anwendungsmöglichkeiten für smarte Brillen vor, die neue Chancen für den deutschen Mittelstand eröffnen.

Danksagung

Ich möchte der Brother International GmbH meinen großen Dank aussprechen, die dieses Buchprojekt durch ihre Unterstützung und organisatorische Hilfe, wie die Bereitstellung des Bildmaterials, möglich gemacht hat.

Ganz besonderer Dank gilt Herrn Theo Reinerth, der mit seinem großen Elan und seiner Begeisterung für das Thema „Augmented Reality“ diesem Projekt Schub verlieh und es kontinuierlich befeuerte.

Ebenfalls danke ich Herrn Lars Blanz, der mir als AR-Produktmanager bei Brother den AR-Markt in vielen Bereichen näher gebracht hat.

Außerdem möchte ich mich besonders bei Herrn Oliver Jendro bedanken, der mich mit seiner Kompetenz und seiner hohen Sachkenntnis im Bereich „Virtual Reality“-Spiele sowohl mit seinem Beitrag, als auch durch seine Inspiration unterstützte.

Mein Dank geht auch an meine Frau Barbara v. Merzljak, die mich als kongeniale „Gegenspielerin“ mit hartnäckiger Geduld und stilistischem Gespür immer wieder vorantrieb, sodass ich bei dem vielen „Tracking“ das „Tracing“ nicht verlor/verlieren konnte.

Inhalt

Neue Realitäten

Monster`s Ball

Nur ein kleiner Vorgeschmack

Die Datenbrille sichert den Erfolg auch zukünftig ab

Ich bin drin: Immersion

Mixed Reality ist Holo

AR: Wenn Wirklichkeit mehr als real wird

Doctor AR-House hilft weltweit

Der nächste Schritt

Geschwindigkeit ist alles

Gut Ding will Weile haben

Oft ist weniger mehr

Guter Service zahlt sich aus

Chance und Risiken für Beratung

Virtual Reality

Ich sehe was, was Du nicht siehst und das ist…

Hundert Cent oder ein Euro

AR ist immer generell, denn sonst passt es auch nicht virtuell

Kosten sparen in der Industrie

All under Control

Das passt gut

Life counts

Basistechnologien für AR und VR

Batterien

Always „On“?

Disruptive Technologien erwartet

Die Fühler ausstrecken

Weniger ist mehr Durchblick

Die Kraft aus der Cloud

Tracking und Tracing

Folgen auf Schritt und Tritt

Bis das Pferd galoppiert

Industrie nicht nur 4.0, sondern ganz viel IoT

Niemals mehr: „Solange sie nur schwarz ist,“ (Automobilindustrie)

Je kommunikativer desto smarter

Produktevolution im Zeitraffer

Security by Design

Security Step by Step

AR als IoT Anwendung

Ausgewählte Anwendungsgebiete für AR und VR in Industrie und Gewerbe

AR/VR Couture, die wirklich H(au)ot ist

Doctor How

Big Doc is watching you

AR für First Responder

Die Phantome bekämpfen

Logistik: Ist auf dem richtigen Weg…

AR: Das kommt an…

AR schafft Überblick

AR – Das große Ding (Marketing)

Das passt

Ich schau Dir in die Augen (Event)

Mitten drin statt nur dabei

Das beste Angebot

Auf AR/VR können Sie bauen

Virtuelle Realität im Massenmarkt

Erfolg von VR im Unterhaltungsbereich noch nicht absehbar

Gaming und VR – Parallelen zum Spielekonsolen-Markt

Sony als VR Pionier im Konsolenmarkt, Microsoft setzt auf Windows 10

Oculus VR setzt auf Exklusivität, OpenVR und auf Offenheit

Günstige VR-Brillen dank Smartphone

Preisbrecher Microsoft mit Mixed Reality

Cloud Services für komplexe VR-Welten

VR ohne viel Rechenaufwand 360°-Video und immersive Fotos

Die Zukunft von VR und Massenmarkt – eine Prognose

Fazit und Technologie-Ausblick

Aufmerksamkeit ist Höflichkeit und Achtsamkeit

Wie AR unser Leben beeinflußen wird

Der Polier als Pilot

Überblick und Weitblick

Moral zeigen

Interviews und Anhang

Interview mit Prof. Dr. Engelbert Westkämper, (ehemaliger Leiter des Fraunhofer Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)

Interview mit Stefan Rojacher, Pressesprecher bei Kaspersky

Interview mit Dr. Ulrich Bockholt (UB), Abteilungsleiter „Virtuelle und Erweiterte Realität“ beim Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD)

Interview mit Martin Ciupek, VDI Nachrichten zu AR/VR SmartGlasses für das SmartWorker Booklet: „Augmented and Virtual Reality“

Interview mit Michael Zawrel, Product Manager HoloLens & Devices

Interview mit Oliver Beisel, Managing Director bei frog design, Jens Hofmeister, Executive Director of Business Development Strategic und Matteo Penzo, Executive Director Technology

Interview mit Lars Blanz (LB), Brother Produktverantwortlicher Airscouter HMD

Abkürzungen

1Neue Realitäten

Augmented und Virtual Reality (AR und VR) im Sommer 2016: Innerhalb von nur ein paar Monaten wurde aus einer spannenden Zukunftsstory ein absolutes Hypethema. Niemand hatte eine solche Entwicklung vorausgesehen. Zwar hatten Markt-Auguren über die Jahre hinweg immer wieder den Durchbruch beider Technologien für die nahe Zukunft prophezeit, aber dann ebenso häufig diesen Termin auf die nächsten Jahre verschoben.

Doch es kam anders. Zum einen löste Pokémon Go im Juli 2016 einen wahren AR-Boom aus, zum anderen entführte die Automobilindustrie ihre Kunden in abenteuerliche Erlebniswelten mit völlig neuen „er-Fahrungen“. Dies waren schwerwiegende Symptome einer dann in Kürze ausbrechenden „Epidemie“. Sie wird immer mehr Bereiche unserer Gesellschaft durchdringen, unseren Alltag beeinflussen und vor allem viele neue Industrie-Prozesse anstoßen. Das Potential von AR und VR ist so wirkmächtig und ansteckend, dass sich Wirtschaft, Wissenschaft, Kunst und Kultur und das gesamte zivile Leben diesem bestimmenden Einfluss wohl kaum durch eine einfache Impfung werden entziehen können. Denn neben ihren Sensationen, ihren Marketing- und Sales-Aspekten und ihren verheißungsvollen Entertainmenteigenschaften sind AR und VR wichtige Faktoren bei der digitalen Transformation unserer Wirtschaftssysteme, die zur vierten industriellen Revolution führen werden: Der Industrie 4.0!

Die Bedeutung von AR und VR für diesen umfassenden Wandel in Industrie, Handel, Wirtschaft und Logistik ist kaum hoch genug einzuschätzen. Schließlich arbeiten an vielen Standorten in der ganzen Welt Forschungseinrichtungen und die Hightech-Industrie schon seit Jahrzehnten intensiv an AR und VR. Insbesondere Deutschland kommt hier eine führende Rolle zu. Denn mit den Fraunhofer Instituten wird hier in Kooperation mit verschiedenen Industrie-Unternehmen in vielen Bereichen intensiv geforscht und entwickelt.

Monster`s Ball

Binnen kurzer Zeit wandelte sich AR/VR durch den Pokémon Go-Effekt von einem Expertenzu einem absoluten Hypethema. Plötzlich füllte es die Titelseiten von Zeitungen und Magazinen. Kein Wunder, dass die CeBIT AR und VR zum Leitmotiv für ihre Messe in 2017 machte.

Für die Meisten beschränkten sich bisher die Kenntnisse und Erfahrungen über AR auf ergänzende Inhalte, die ihnen bei Sport- und manchmal auch Polit- Ereignissen im Fernsehen zur Verfügung gestellt wurden. Den Zuschauern war oftmals gar nicht klar, dass es sich bei den Übertragungen im Fernsehen um eine AR-Erfahrung handelte. Denn viele hatten sich über Jahre hinweg an die zusätzlichen informativen Inhalte so sehr gewöhnt, dass sie ihnen als selbstverständliche Beiträge vorkamen. Natürlich erleichterten diese Grafiken und Animationen das bessere Verständnis komplexer Zusammenhänge, aber im Vergleich zu den schon jetzt verfügbaren AR- und VR-Techniken waren dies erste tapsige Schritte einer sich rasch entwickelnden Technologie.

Nur ein kleiner Vorgeschmack

Im Frühsommer 2016 launchte Nintendo sein Online Spiel Pokémon Go. Sein Erfolg war überwältigend. Bis heute ist dieser Kampf der Monster der erfolgreichste Start eines Online-Games überhaupt. Der Einfluss auf die weitere Entwicklung von AR und VR ist unübersehbar. Pokémon Go wurde überall gespielt: Während der Arbeitszeit, in der Schule, an Universitäten und in der Freizeit sowieso. Pokémon Go war im Sommer 2016 „hot“ und wurde für einige Monate die erfolgreichste Augmented Reality (AR) Anwendung weltweit. Begeisterte Spieler erlebten sich in diesem Spiel als Teil einer grenzenlosen Bewegung, die ihre Spieler auf die Straßen lockte und sich nicht mehr auf Konsolen und PCs in den eigenen vier Wänden beschränkte. Das Spiel trieb seine Monsterjäger auf die Straße, durch das ganze Land. Denn an realen Orten, in jeder Straße, auf jeder Kreuzung und in Wald und Wiesen lauerten Monster, die gefangen und dressiert werden mussten.

Was das Spiel so faszinierend macht, ist, dass es an realen Schauplätzen gespielt wird. Die Ortsdaten und Bilder dazu werden von Nintendo selbst geliefert und mit einer digitalen Pokemon Erlebniswelt überlagert. Treffen Pokémon Spieler aufeinander, lassen sie ihre nun dressierte Beute in virtuellen Arenen gegeneinander kämpfen. Die Suche nach Gegnern oder die Jagd auf Monster nahm im Sommer 2016 enorme Ausmaße und die Form einer Sucht an. Sie war teilweise so groß, dass sie sogar Stadtverwaltungen beschäftigte und ihren Bauämtern Kopfzerbrechen bereitete.

In Düsseldorf hatten mehrere Pokémons durch einen Pokestop auf der Girardet-Brücke1 an der „Kö“ ihr Zuhause gefunden. Das machte sie zu einem wahren Spieler-Pilgerort. Düsseldorfs Stadtverwaltung überlegte, ob sie die Brücke aus Sicherheitsgründen sperren sollte – die Belastungsgrenze ihrer Tragfähigkeit schien erreicht. Das Ausmaß, mit der Pokémon-Fans Anwohner und Geschäftsleute mit ihrer Daddelei belästigten, schien alle Dimensionen zu sprengen. Man entschloss sich in einem ersten Schritt zu einer Duldung. Gleichzeitig sahen clevere Unternehmer in einigen angrenzenden Geschäften in den Menschenmassen allerdings eine Marketing-Chance und versorgten die spielverrückte Menge mit Snacks und Getränken.

Da der Run auf den Pokestop nicht abnahm, sah sich Düsseldorfs Oberbürgermeister in einer zweiten Entscheidung auf Grund des Ansturms auf die Brücke genötigt, mit Niantic, dem Hersteller von Pokémon Go, zu verhandeln. Sein Ziel war es, die US Firma zu bewegen, einen echten „Pokestop“ aller Pokémons oder ihre teilweise Reduktion2 zu erreichen. Denn einfache städtische Verbote reichten einfach nicht aus3: In ihrer Spielbegeisterung ließen sich die Spieler nicht abhalten, die Brücke in großen Scharen zu besuchen. Nach fast anderthalb Monaten schaltete der amerikanische Hersteller schließlich zwei seiner vier Pokestops ab: Das machte die Girardet Brücke endlich langweilig4.

Der Erfolg von Pokémon Go bezieht sich zwar nur auf ein Spiel, aber zeigt schon jetzt, was sich in unserer Lebenswelt durch die neuen Technologien Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) ändern wird. Aktuell findet dieser Gamingspaß jedoch nur auf dem Display des Smartphones statt. Für die Wahrnehmung einer durch Informationen „angereicherten Realität“ sind aber Computergesteuerte Werkzeuge notwendig, die unmittelbar und teilweise massiv auf unsere Sinne einwirken.

Die Datenbrille sichert den Erfolg auch zukünftig ab

Es ist daher nicht erstaunlich, wenn Hersteller wie Brother, Microsoft, Google, Epson, Samsung, HTC, Oculus Rift und andere ihre Geschäftsfelder erweitern oder ihr bestehendes Smartphone-Geschäft absichern möchten. Sie bringen Headsets auf den Markt, die die Erfolgsgeschichte ihrer Produkte auch in der Zukunft weiterschreiben sollen. Intelligente Brillen von Google, Epson, Fujitsu, Avegant Glyph und auch von Microsoft bedienen noch einen kleinen Markt. Meistens werden sie in ambitionierten Industrieprojekten eingesetzt. Hier sind es Anwendungen in der Produktion, beim Design, Service und Support sowie in der Logistik. Sie steigern durch Kollaboration die Produktivität, die Effizienz und vermindern gerade in der Produktion den Ausschuss deutlich. Was ihnen fehlt, ist die Anbindung an die große Welt des World Wide Web. Sie sind daher fast ausschließlich proprietäre AR-Lösungen einzelner Firmen. „Erst wenn die wahrgenommenen Gegenstände mit anderen verlinkt sein werden, also wenn wir von einem echten “Hyperlinking“ sprechen können, wird sich Augmented Reality auf breiter Bahn durchsetzen“, vermutete ein Teilnehmer auf der Digility Konferenz 2016 in Köln beim Mittagessen.

VR ist hingegen in seiner Entwicklung schon weiter. Mittlerweile finden sich VR-Headsets bereits im Massenmarkt, sei es als „CardBox“ aus Pappe von Google, in welche ein

Smartphone eingeklemmt wird, oder als vollwertiges Headset. Beide Varianten ermöglichen auf verschiedenen technischen Niveaus den teilweisen Einstieg oder das vollständige Eintauchen in virtuelle Welten.

Augmented Reality mit dem SmartPhone: eingeblendete Zusatzinformationen zu einem Bauwerk in der Sprechblase

1 Rheinische Post 8. August 2016: http://www.rp-online.de/nrw/staedte/duesseldorf/pokemon-go-spieler-parken-girardet-bruecke-in-duesseldorf-zu-aid-1.6169141

2 Rheinische Post 24.8.2016: Die Stadt bittet Niantic den Pokestop teilweise einzustellen: http://www.rp-online.de/nrw/staedte/duesseldorf/girardet-bruecke-in-duesseldorf-heute-heisst-es-pokemon-go-home-aid-1.6209891

3 Rheinische Post 31.08.2016: Düsseldorf hat einen Spielerstopp für Pokemon Go verhängt, an das sich aber die Spieler nicht halten: http://www.rp-online.de/nrw/staedte/duesseldorf/pokemon-go-auf-girardet-bruecke-in-duesseldorf-baenke-wieder-da-aid-1.6226543

4 Stadt Düsseldorf 14.09.2016: https://www.duesseldorf.de/aktuelles/news/detailansicht/newsdetail/girardet-bruecke-zwei-pokestops-abgeschaltet-1.html

2Ich bin drin: Immersion

Die preisliche Bandbreite von AR/VR Lösungen mit einer Datenbrille reicht von wenigen bis mehreren tausend Euro. Die Lösungen unterscheiden sich nur darin, wieviel Sinne und auf welche Weise sie sie ansprechen. Teure und hochwertige Systeme sind in sich vollständig abgeschlossen. Ihr Nutzer ist dann komplett durch VR-Brille oder Headset und Kopfhörer sowohl optisch wie auch akustisch von der realen Welt abgetrennt. Dann spricht man von „Immersion“. Hier werden die Sinnesorgane mit virtuellen Reizen förmlich überflutet. Dabei taucht der Nutzer buchstäblich in eine andere Welt ein. Die Spielhandlung erlebt er nicht mehr nur als Zuschauer, sondern als agierender Teilnehmer. Audi bietet seinen Kunden mit dem R8 zum Beispiel virtuelle Erlebnisse an exotischen Orten, selbst auf dem Mond5.

Selbstverständlich kann man mit VR seinen künftigen Wagen konfigurieren und schon einmal virtuell in ihm Platz nehmen. Und nicht nur das. Die Präzision virtueller Technik lässt selbst einen „blinden“ Rennfahrer in einem Sportwagen mit einer aberwitzigen Geschwindigkeit auf einer echten Rennstrecke durch eine virtuelle Traumwelt rasen. Das zeigt das „Castrol Edge“ Video6.

Obwohl der Fahrer im Castrol Edge Video durch seinen Helm nichts von der realen Welt sieht und hört, steuert er sein Auto mit Geschick, hohem Tempo in voller Drift durch einen Parcours in einer fantastischen virtuellen Welt. Die Immersion ist so perfekt, weil die Bedingungen der realen Rennpiste und das optische, akustische, haptische und virtuelle Feedback des Rennwagens hundertprozentig mit der realen Rennpiste übereinstimmen. Wichtig ist hierbei, dass das Fahrerlebnis in der virtuellen Welt sowohl den Gesetzen der Physik als auch der Lebens- und vor allem der Fahr-Erfahrung des Nutzers entspricht. Damit grenzt die Virtual unmittelbar an die Augmented Reality. Wo aber genau diese Grenze liegt, hängt im Wesentlichen von der Technologie und vom Stand der Technik ab. Hier sind die Übergänge zwischen real und virtuell fließend.

Mixed Reality ist Holo

Die HoloLens von Microsoft7 setzt auf ein Head Mounted Display (HMD), eine erweiterte Form einer Datenbrille oder eines Smartglasses, wie sie von den meisten AR- und VR-Produzenten eingesetzt werden. Der Funktionsumfang der HoloLens reicht von AR bis zu VR. Microsoft spricht deshalb von einer Mixed Reality (MR). Am 12. Oktober 2016 hat der Konzern aus Redmond die HoloLens offiziell zum Verkauf für Jedermann freigegeben. Parallel zum Verkaufsstart seiner Datenbrille plant der Konzern sein eigenes AR/VR Betriebssystem „Holographic“ im Rahmen des großen Windows 10 Creator`s Updates freizugeben. Darüber hinaus stellt Microsoft Entwicklern ein „Software Development Kit“ (SDK) zu Verfügung, um für sie und durch sie eine lukrative Software-Plattform zu schaffen. Normale Windows 10 User könnten dann neben der HoloLens auch andere Devices nutzen und auf attraktive MR Games und Lösungen zugreifen. „Mit der Microsoft HoloLens befinden wir uns am Anfang einer langen Reise und wenden uns im ersten Schritt primär an Entwickler und kommerzielle Endkunden. Die Microsoft HoloLens ist aber nur ein Teilaspekt unserer Windows Holographic-Strategie. Indem wir die Windows Holographic Plattform in unser Betriebssystems integrieren (wie es scheint ist erst jetzt – je nach Leistungsgrad des jeweiligen Rechners – das vollständige Creators Update verfügbar) ermöglichen wir es allen Windows 10 Nutzern mit entsprechenden Headsets, Mixed Reality zu erleben“, bestätigt Michael Zawrel, Product Manager HoloLens and Devices bei der Microsoft Deutschland GmbH8.

Zwar ist der Preis für ein HoloLens-Equipment noch ziemlich hoch, dennoch kann davon ausgegangen werden, dass mit dieser Einführung wohlmöglich ein Standard gesetzt wird.

Augmented Reality Airscouter

AR: Wenn Wirklichkeit mehr als real wird

Mit Augmented Reality bezeichnet man den Informationsgewinn, den reale Gegenstände durch eine Bedeutungs- oder Wissenserweiterung erfahren. In der Regel geschieht dies heute computergestützt. Aber schon zu Beginn der 90er Jahre des vergangenen Jahrhunderts konnten Fernsehzuschauer eine einfache Form von AR durch virtuelle Elemente bei Sportübertragungen im TV genießen. Bei Freistößen vermittelte die Einblendungen einer einfachen Linie die Entfernung des Balls zum Tor. Ein simpler Strich von Seitenaus zu Seitenaus stellte eine Abseitsstellung richtig.

Andere Anwendungen waren nur wenigen Industriebereichen oder dem militärischen Einsatz vorbehalten. So gehören hier sicherlich die ersten Over-Head-Einblendungen in das Cockpit der Militär-Jets dazu. Die Vorteile liegen im schnelleren Erfassen relevanter Daten im Blickfeld des Piloten. Er brauchte seinen Kopf nicht mehr in Richtung der seitlichen Instrumente zu bewegen. Daten aus diesem Bereich wurden und werden ihm direkt auf seine Frontscheibe projiziert. Dies bedeutet eine bessere Kontrolle und mehr Sicherheit für das Flugzeug und seinen Piloten.

Trotz dieser offensichtlichen Vorteile bieten Autohersteller serienmäßig erst seit wenigen Jahren ähnliche Technologien für Modelle der Luxusklasse an. Obwohl die Anforderungen an die Konzentration und Aufmerksamkeit für einen Autofahrer deutlich unter denen eines Piloten liegen, ist oder wäre der Sicherheitsgewinn beim Fahren enorm. Microsoft sieht auch hier ein großes Potential für seine Automotive Lösungen. Auf der CES 2017 in Las Vegas präsentierte der Software-Hersteller erstmalig seine Azure Erweiterung: Die „Connected Vehicle Platform“. Mittels übergreifender PKW- und LKW-Vernetzung sowie der Verarbeitung von Sensor- und Nutzer-Daten erweitert Microsoft damit den Sicherheitsumfang und die Komfortleistungen für private Autobesitzer und professionelle Kraftfahrer9.

Dennoch, dieses Beispiel zeigt – trotz des Einstiegs des Software-Giganten aus Redmond – dass AR im Gegensatz zu ihrer Schwester VR längere Zeit gebraucht hat, um einen Weg in unser Leben zu finden. VR entführt seine Nutzer in eine simulierte Welt, in der von seinen Entwicklern alle Daten, Parameter und Erlebnisumstände geschaffen werden. Im Gegensatz dazu setzt die „Erweiterte Realität“ auf die wirkliche Umgebung, die dank Technologie durch Informationen angereichert wird.

Die Beispiele aus den Jets oder den Edelkarossen machen dies deutlich: Beide haben ein genau definiertes Umfeld. Es ist jeweils das Cockpit oder das Armaturenbrett. Alle Instrumente sind an festgelegten Positionen. Hebel und Schalter sind genau fixiert. Die AR-Erweiterung blendet dem Autofahrer genau die Informationen in die Frontscheibe ein, die er benötigt – ohne dass er den Kopf bewegen muss. In Kürze wird „connected“ oder „assisted Driving“ wie es nun mit der „Connected Vehicle Platform“ von Microsoft angekündigt wurde, das autonome Fahren sicherer machen. Gekoppelt mit einer Sprachsteuerung à la Cortana, Apple`s Siri Google Now oder vielleicht sogar durch Alexa von Amazon wird dem Autofahrer das Fahren erleichtert und es hilft ihm, sich besser auf die Straße zu konzentrieren. AR eignete sich deshalb für Umgebungen mit gleichen Instrumenten, Arbeitsabläufen und Umgebungen.

Für die Telemedizin ist AR schon länger ein verlässliches Medium, da es über eine Videoleitung grenzüberschreitende Unterstützung bei komplizierten Operationen gestattet. Denn auch hier gleichen oder ähneln sich die Örtlichkeiten – bedingt durch die Arbeitsprozesse. Der Chirurg ist während der Operation über eine Teleleitung direkt mit einem an einem anderen Ort teilnehmenden Spezialisten verbunden, der den Operateur mit seiner Expertise unterstützt. Der Kamera-Einsatz aus verschiedenen Winkeln ermöglicht es dem Fern-Operateur, sich einen genauen Überblick über die Operations-Situation und ihren -Verlauf zu verschaffen. Mit der Telemedizin kann er „Remote“ beinahe direkt teilnehmen. In einem noch größeren Maßstab können Studenten via Online-Schaltung diesem Spezialisten bei seinen Operationen quasi direkt über die Schulter schauen und unmittelbar von seiner Erfahrung profitieren.

Doctor AR-House hilft weltweit

Schon halten Medizin-Roboter Einzug ins OP, die mit ihrer größeren Präzision selbst Koryphäen zu einem exakteren Schnitt verhelfen. Dazu überlagern sie bei der Bildübertragung die Daten der Operation mit Röntgenbildern und mit Daten des Patienten-Monitoring. Computer Aided Surgery (CAS) wird die Qualität und Sicherheit nicht nur bei großen chirurgischen Eingriffen verbessern. Mit operationsvorbereitenden Simulationen kann sich der Arzt auf komplizierte Eingriffe vorbereiten und mögliche Risiken vermeiden. Angehende Mediziner vertiefen ihre medizinischen Kenntnisse durch virtuelle Operations-Aufzeichnungen, unblutig und für ihre „Patienten“ völlig risikolos. Für Diagnosen brauchen Patienten nicht mehr den Doktor in der Stadt aufzusuchen. Die AR-Datenbrille einer Krankenschwester auf dem Land zum Beispiel überträgt die Krankendaten zum Spezialisten in der Stadt. Ein Modell, das die medizinische Grundversorgung in ländlichen Randbezirken oder in der dritten Welt sicherstellen wird. Dem Landarzt oder einfach einer Krankenschwester steht schließlich die Kompetenz eines „Doctor House“ und sein Expertenwissen durch innovative AR-Telemedizin weltweit und jederzeit zur Verfügung.

5 Von der Audi Presse-Seite: www.audi-mediacenter.com/de/techday-connectivity-6597/virtual-reality-6603

6 Castrol Edge zeigt hier eine virtuelle Auto Racingfahrt eines Rennfahrers durch eine virtuelle Landschaft. Der Fahrer fährt aber einen richtigen Rennwagen und sieht seine Umgebung nur durch ein Oculus Rift Headset: https://www.youtube.com/watch?v=CQp9VNTxFV4

7 HoloLens von Microsoft: https://www.microsoft.com/microsoft-HoloLens/en-us/why-HoloLens

8 Siehe Interview mit Michael Zawrel in diesem Buch.

9 Microsoft Newsdesk: Microsoft Connected Vehicle Platform unterstützt Autohersteller bei der Entwicklung sicherer, persönlicher und autonomer Fahrerlebnisse Read more at https://news.microsoft.com/de-de/microsoft-connected-vehicle-platform/#gd4m1vbkB1jpR-BUZ.99https://news.microsoft.com/de-de/microsoft-connected-vehicle-platform/#sm.00000cxx3jgi7wcst-pf2n78336y79#PxU2pegMXHG1cTd5.97

3Der nächste Schritt

Soll jedoch der Informationsgehalt des realen Lebens mit virtuellen Daten erweitert werden, dann muss neben hochentwickelter Hardware ein noch besseres Datennetz zur Verfügung stehen. Denn zunächst muss die reale Umgebung wirklichkeitsgetreu in Echtzeit abgebildet und verarbeitet werden. Dies konnte und kann nur mittels eines örtlichen WLANS oder eines leistungsfähigen mobilen Internets ermöglicht werden. Dazu kommt, dass für die genaue Positionierung und Verortung entweder ein unbehinderter GPS Empfang oder in Räumen eine Lokalisierung durch ein drahtloses Netzwerk notwendig ist. Selbst in Großstädten können Hochhäuser den Empfang von GPS Laufdaten beeinträchtigen, sodass eine Positionsbestimmung erschwert oder ganz verhindert wird.

Außerdem sagt eine relativ genaue Position noch nichts über die Ausrichtung oder über die Größe zum Beispiel einer Person aus. Dafür muss das AR Device über mehrere Sensoren verfügen. Neben dem erwähnten GPS Empfänger sind es Magnetometer, Gyroskope, Lage- und Bewegungssensoren.

Geschwindigkeit ist alles

Mit „Long Term Evolution“ (LTE) werden im Augenblick die ersten technischen Voraussetzungen für ein schnelles und mobiles Internet geschaffen. Für die Verarbeitung und Anreicherung der Daten sind rechenstarke Server oder ein zugeschaltetes Expertenteam verantwortlich, das dann mit seiner Expertise behilflich ist. Was auf den ersten Blick als einfacher „Up und Download“ erscheint, ist ein höchstkomplexer Vorgang. Schließlich führt jede Veränderung des Lichts, der Gegenstände, der Position und natürlich des Ortes zu einer Berechnung und Neu-Bewertung der angereicherten Wirklichkeit.

Durch SmartGlasses, den Datenbrillen, wird der Rechenaufwand noch einmal erheblich gesteigert. Die ständige Bewegung ihrer Träger verändert nicht nur deren Position, sondern auch ihre Perspektiven wie auch den Lichteinfall usw. Um AR in der Wirklichkeit zu integrieren, ist es erforderlich, dass SmartGlasses die Verhältnisse zwischen realen Gegenständen und virtuellen Objekten exakt angleichen. Jede Veränderung führt zu einer Neu-Berechnung. Außerdem muss genau ermittelt oder im Computer-Deutsch „getrackt“ werden, was der Nutzer der Datenbrille gerade anschaut und fixiert. Sonst würde es ihm vor lauter Informationen sehr schnell buchstäblich schwarz vor Augen werden.

Auch hier hat eine externe Nutzerführung „Remote“ im Hintergrund natürlich Vorteile, denn ein Experte oder ein Expertensystem führt den Nutzer im Hintergrund durch eine Anwendung, die beispielsweise eine Wartung sein kann, die einen Mitarbeiter bei der Produktion oder einen Arzt bei der Operation unterstützt. Dieses auch „Video See Through AR“10 genannte Verfahren hat den Vorteil, dass es deutlich leichter in bestehende Abläufe integriert werden kann und zudem wird es möglicherweise deutlich sicherer sein11 als es ein SmartGlass mit eingebauter PC Infrastruktur ist. Video See Through Devices nehmen mit einer kleinen Videokamera den Gegenstand oder das Geschehen unmittelbar auf und leiten es über Funk an den Spezialisten weiter. Eine solche Lösung könnte auch mittels „Marker“ von einem Expertensystem gesteuert werden. Aus diesem Grund finden sich schon viele Einsatzmöglichkeiten in der Industrie, aber auch im Kulturbereich12.

Ein aktives Tracking ist hingegen Basis für SmartGlasses wie von Google Glass, Microsoft HoloLens Epson Moverio BT 300, Fujitsu und Avegant Glyph. Sie messen die Pupillenbewegung und somit den Gegenstand oder Bildteil der Brille, auf den sich die Aufmerksamkeit des Nutzers richtet13. Fujitsu und Avegant Glyph gehen noch einen Schritt weiter: Sie projizieren die SmartGlass-Informationen direkt auf die Netzhaut ihres Trägers.

Dabei werden zwei unterschiedliche AR-Ansätze verfolgt. Wird diese mit SmartGlasses erfasste Umgebung mit zusätzlichen Inhalten angereichert, müssen sich diese ebenfalls den sich ständig ändernden Bedingungen dynamisch anpassen14. Außerdem sind sie oder werden sie mit Sensoren, Headsets und zuletzt Software ausgestattet, die für Content und auch Gestensteuerung sorgt, ein enormer technologischer und infrastruktureller Aufwand. Und dieser kann daher erst mit den besten Computer- und Bild-Prozessoren, Bildgebungsverfahren und Displays der neuesten Generation realisiert werden. Gerade im Bereich der Displays bahnen sich ganz aufregende Entwicklungen an. Neben den üblichen Marktgaranten der IT, schneller und besser, um die Bilder herkömmlich in die Brille zu spiegeln oder auf das Display zu bringen, gehen einige Hersteller neue Wege. Sie wollen die Bilddaten direkt auf die Netzhaut projizieren15.

Eines fehlt überdies in diesem Grundkonzept. Es gibt noch keinen Standard für eine einheitliche AR-Plattform, wie sie sich unabhängige Experten wünschen. Weiter gefasst bedeutet das, dass für den vollständigen Durchbruch der Technologie ein umfassendes „digital eco-system“ notwendig ist, wie man es von Smartphones kennt. Denn sie greifen auf eine ausgereifte Kommunikations-Infrastruktur zurück, die von den Mobilfunk-Providern zur Verfügung gestellt wird. Sie gewährleistet, dass sich Besitzer eines Smartphones jederzeit mit Informationen, mit Bildungs- und Unterhaltungsinhalten versorgen können. Für die Mobilfunknetze bedeutet das einen gewaltigen Datentransfer. Dieser Leistungsumfang kam nicht über Nacht. Er entwickelte sich in zirka 30 Jahren von der Mitte der achtziger Jahre bis heute.

Gut Ding will Weile haben