Augmented Reality: Wie virtuelle Inhalte die Welt besser machen wollen

Augmented Reality ist die Projektion virtueller Objekte in den realen Raum. © Microsoft

Augmented Reality: Wie virtuelle Inhalte die Welt besser machen wollen

Augmented Reality ist eines der großen Zukunftsthemen. Die erweiterte Realität könnte im Rahmen von Industrie 4.0 diverse Wirtschaftsbereiche vereinfachen und optimieren. Monster.de stellt die Technik vor, die nach wie vor in den Kinderschuhen steckt, und wagt einen Ausblick auf vielversprechende Technologie-Projekte wie HoloLens und Magic Leap.

Sie wurden als "Glassholes" bezeichnet, angefeindet, teils verprügelt und mit Hausverboten belegt: Träger von Googles Datenbrille "Glass" hatten es in der US-amerikanischen Öffentlichkeit nicht leicht. Zu skeptisch waren viele Bürger der neuen Technik gegenüber, die die Realität um augmentierte Inhalte erweitert, indem beispielsweise Wegfindung, die aktuelle Temperatur oder Termine direkt vor das Auge des Trägers projiziert werden.

An sich eine praktische Sache, die allerdings durch die Angst vor Missbrauch und der Verletzung der eigenen Privatsphäre von manchem als bedrohlich empfunden wurde. Denn die Datenbrille erlaubt das Erstellen von kurzen Videos und Fotografien, etwa durch ein Augenblinzeln, und rief dementsprechend das unangenehme Gefühl der Überwachung hervor. 

Google Glass erweiterte das Sichtfeld um Informationen wie Wetter. © Google

Auch Google war offenbar nicht so recht von der aktuellen Beschaffenheit der Datenbrille überzeugt, weshalb der Suchmaschinengigant Mitte Januar bekannt gab, das sogenannte Explorer-Verkaufsprogramm einzustellen und die Entwicklung einer neuen Version zu beginnen. "Im Falle Google Glass gab es schwerwiegendere Probleme als die Skepsis der Öffentlichkeit", erläutert Reza Etemadian, Geschäftsführer des Würzburger IT-Startups Itizzimo, das Augmented Reality zu seinem USP gemacht hat (Unique selling point, Herausstellungsmerkmal der Firma, Anm.d.V.): "Zunächst einmal wurde die Glass vorgestellt, ohne technisch wirklich ausgereift zu sein. Mit seinem "Explorer"-Programm machte Google eine Art öffentlichen Betatest und scheiterte unter anderem am Produktdesign. Darüber hinaus hatte Glass keine klar definierte Zielgruppe", so der Experte.

Das soll sich nun ändern.

Denn im Geschäftsbereich sind Datenbrillen und Augmented Reality unter dem "Industrie 4.0"-Banner groß im Kommen. Google Glass, Sony SmartEyeglass oder Vuzix M100 werden von verschiedenen Firmen in Testpiloten eingesetzt, etwa beim Logistiker DHL. Lagerarbeiter wurden im Januar am niederländischen Standort Bergen op Zoom drei Wochen lang zum Komissionieren mit Datenbrillen ausgestattet, die unterschiedliche Informationen einblendeten, etwa ortsbezogene Hinweise zum Standort der gewünschten Ware und welche Menge versendet werden muss. Das Resultat: Laut DHL wurden die Prozesse spürbar beschleunigt, Fehler komplett vermieden und die Effizienz um 25 Prozent gesteigert. 

So stellt sich Itizzimo das Kommissionieren der Zukunft vor. © Itizzimo

Ein bunter Strauß an Möglichkeiten

Neben der Unterstützung bei der Kommissionierung können Augmented Reality-Programme noch weitere Einsatzmöglichkeiten bieten. Itizzimos Chief Information Officer Christopher Bouveret denkt dabei etwa an den Bereich Remote Support beziehungsweise Remote Maintenance: "Beim Remote Support werden beispielsweise Maschinenparks mittels Augmented Reality vom Menschen überwacht. Besonders lukrativ ist der Einsatz, wenn man sich an abgelegenen Orten befindet, zum Beispiel auf Ölplattformen oder unter Tage." Fällt ein Vehikel aus, kann mittels Ferndiagnose und eingeblendetem Videosupport der Mitarbeiter vor Ort einfache Prüfaufgaben vornehmen, ohne dass ein Techniker sich auf den Weg machen muss. Das spart bestenfalls Weg, Zeit - und damit Kosten.

Augmented Reality als Lebensretter

Doch nicht nur in der Wartung, auch in der Personenrettung bei einem Unfall kann Augmented Reality sinnstiftend eingesetzt werden: "Die Weiterentwicklungen im Fahrzeugbau sorgen dafür, dass Rettungskräften die Arbeit massiv erschwert wird", gibt Bouveret zu bedenken. "An speziell verstärkten Teilen der Karosserie versagt selbst das schwerste Bergungsgerät. Viele Automobilhersteller sind mittlerweile so weit und geben Rettungskarten für ihre Modelle aus, auf denen Verstärkungen, Lage der Batterie und Airbags verzeichnet sind - Mitarbeiter von Feuerwehr und THW können nicht alle bautechnischen Eigenheiten sämtlicher Modelle im Kopf haben. Komfortabler und schneller wäre es allerdings, wenn das Auto nur gescannt würde und daraufhin die entsprechenden Zonen direkt am Fahrzeug angezeigt würden."

Voller Durchblick beim Einparken

Ein Prozedere, das so ähnlich auch innerhalb des Fahrzeugs zum Einsatz kommen, dann allerdings dem Komfort dienen soll. BMW erforscht laut einem Bericht der "Financial Times" in seiner Silicon Valley-Forschungseinrichtung in den USA eine Technik, die das Einparken mit Hilfe einer Datenbrille und Außenkameras zum Klacks werden lassen soll. Der hintere Teil des Autos wird quasi durchsichtig, störende Karosseriesäulen und Türen werden ausgeblendet. Durch Cyber-Brille und Kameras bekommt der Fahrer einen Röntgenblick, der beim Einlegen des Rückwärtsgangs aktiviert wird. Während der Fahrt werden nach Vorstellung der Ingenieure weitere Informationen über die Datenbrille angezeigt, der Blick muss also nicht mehr auf das Armaturenbrett gesenkt werden. 

Es ist nicht der einzige mögliche Einsatz einer Datenbrille beim bayerischen Autobauer. Auch in der Werkstatt sollen die intelligenten Brillen die Arbeit erleichtern: Der Mechaniker erhält beispielsweise "während der Reparatur eines Motors dreidimensionale virtuelle Zusatz-Informationen zum jeweiligen Triebwerk, die ihn von der Fehlerdiagnose bis zur  Fehlerbehebung unterstützen. Über die reale Umgebung hinaus sieht er virtuell animierte Bauteile, zu verwendende Werkzeuge und hört Handlungsanweisungen zu Arbeitsschritten über die in die Brille integrierten Kopfhörer", wie es auf der BMW-Seite heißt. 

Komplexes virtuell aufbereitet

Auch bei Messeständen können die Hightech-Brillen einfach und problemlos für besondere Erfahrungen sorgen, etwa indem sie wie bei der BMW-Technik Wände verschwinden und so einen Blick ins Innenleben der dargestellten Utensilien gewähren. Egal ob bei Motoren oder Innenräumen, (Fach-)Besuchern können bei Messen Sachverhalte auf diese Weise komfortabel geschildert und demonstriert werden. 

Erzielt werden die Effekte durch maßgeschneiderte AR-Anwendungen und dem Einsatz von Kameras, Markern und Sensoren. Ohne die zielgerichteten Informationen einer AR-App können die gewünschten Informationen nicht angezeigt oder vermittelt werden. "Der gewünschte darzustellende Gegenstand wird photosensorisch mittels einer Kamera erfasst", erklärt Anne Prokopp von Itizzimo, "die nachgeschaltete Software erkennt diesen sensorischen Input und die logische Verknüpfung sorgt dafür, dass der erkannte Input mit einem vorher definierten Inhalt überlagert wird." Das Resultat: Ein Pappgerät mit einem QR-Code wird im Bildschirm zu einer Kettensäge, oder Wände eines Wohnwagens lösen sich in Luft auf.

Beispiel Kommissionieren: Dem Mitarbeiter wird die Position und die benötigte Menge der Produkte der Packliste live auf das Display der Datenbrille ausgegeben. Kommt er an den intelligenten Container und scannt die benötigte Ware, passiert zweierlei: zum einen wird die Packliste aktualisiert, zum anderen im Warenwirtschaftssystem des Lagerhauses automatisch mit Hilfe des RFID-Funkchips die Bestandsliste aktualisiert, damit gegebenenfalls die Ware nachbestellt werden kann und es nicht zu Engpässen kommt. Industrie 4.0 in Reinkultur - und nach Meinung von Reza Etemadian eine Notwendigkeit und gleichzeitig ein hoher Nutzen: "Durch die Integration der digitalisierten Unternehmensprozesse in die verwendete Standardsoftware können Prozesse erheblich verschlankt werden."

Doch ist Augmented Reality damit noch lange nicht am Ende angelangt. Im Gegenteil.

Zukunftsmusik

Vielmehr steckt die Technologie in den Kinderschuhen, Datenbrillen, Tablets und Smartphones stellen quasi den Beginn des technisch Machbaren dar. Denn mit Microsofts HoloLens und Magic Leaps Augmented Reality-Technologie stehen zwei äußerst vielversprechende Projekte in den Startlöchern, die die Technologie einen immensen Sprung nach vorne machen lassen könnten. Das Besondere an beiden Techniken: Die eigene Realität wird ohne besondere Vorbereitung zum virtuellen Spielplatz, digitale Inhalte werden direkt in die physische Welt projiziert. 

Microsofts Hololens Head-Mounted-Device. © Microsoft

Microsoft arbeitet bereits seit Jahren im stillen Kämmerchen an seiner "Mixed-Reality"-Technologie, die auf Lichtprojektion basiert. Wie im Science Fiction-Film "Minority Report" können Bildschirme aufgezogen, verschoben und wieder geschlossen werden, Spielwelten auf dem heimischen Wohnzimmertisch dargestellt, eine Marslandschaft an die Wand geworfen oder 3D-Modelle erstellt und manipuliert werden.

Um die virtuelle mit der realen Welt verschmelzen zu lassen, muss der Anwender dafür eine massiv wirkende, kabellose Darstellungseinheit auf dem Kopf tragen, ein sogenanntes "Head-mounted Display" (HMD). In ihr verbergen sich neben einem normalen Prozessor mitsamt Grafikeinheit - nach einem Bericht der "PC World"  vermutlich ein Intel Atom der kommenden Cherry Trail-Generation, die im 14-Nanometer-Verfahren gefertigt wird - zudem noch eine neuartige holographische Recheneinheit (HPU), die für die Berechnungen der Hologramme verantwortlich ist. Experten mutmaßen, dass es sich um eine Art Micro-Engine-Adaption von Intels Xeon Phi-Prozessor handeln könnte (Codename Larrabee), oder aber um eine Eigenentwicklung von Microsoft.

Ferner verbaut der Konzern aus Redmond eine Kamera und diverse Sensoren im Gestell, zudem Spatial-Kopfhörer, die eine räumliche Ortung ermöglichen lassen sollen. Eine Bestätigung seitens Microsoft zu den Prozessor-Spezifikationen gibt es bislang nicht. 

"Star Trek" trifft Skibrille

Mit dem minimalistischen Design einer Google Glass hat das Gestell nichts zu tun, die Cyberbrille erinnert eher an eine Verquickung von Geordi La Forge Visors aus "Star Trek: The Next Generation" und einer bulligen Skibrille. Im Gegensatz zu Googles Brille ist keine weitere Hardware für HoloLens von Nöten, um alle Funktionen zu nutzen. 

Dementsprechend sind die Einsatzgebiete von Hololens im Geschäfts- und Privatbereich anzusiedeln, auf den Straßen dürfte man Hololens-Träger eher selten antreffen. Einen Preis nannte Microsoft noch nicht, die Brille soll nach Angaben von Microsofts Chef Satya Nadella auch für Privatleute erschwinglich sein und nach der Veröffentlichung von Windows 10 auf den Markt kommen.

Cinematische Realität mit einer halben Milliarde im Rücken

"Cinematic Reality" verspricht Magic Leap, ein US-Startup aus Florida, das im Oktober 2014 unter anderem von Google, Qualcomm, Legendary Entertainment und Andreessen Horowitz Wagniskapital in Höhe von 542 Millionen US-Dollar erhalten hat. 

Ein finales Gerät gibt es bei Magic Leap bisher noch nicht zu sehen. © Magic Leap

Auch hier muss ein HMD getragen werden, das allerdings die Darstellung nicht in den Raum projiziert, sondern direkt über einen kleinen Projektor auf maßgefertigte Prismen und Linsen spielt, die wiederum die Bilder als "dynamisches Lichtfeldsignal" direkt auf die Netzhaut des Betrachters abgeben. Infrarotkameras, GPS-Module und weitere Sensoren vermengen diese Bilder mit der realen Umgebung, sodass die darzustellenden Hologramme in feinstem 3D sind, durch Gesten manipuliert werden können und absolut realitätsgetreu wirken - zumindest so realitätsgetreu ein Monster in einem Supermarktregal beispielsweise sein kann. Ein Vorteil dieser Methode ist nach Angaben des Herstellers, dass die 3D-Bilder keine Übelkeit und Schwindel erzeugen. Gestreamt werden die Bilder von einem Zweitgerät mit 60 Bildern pro Sekunden, also einem Mini-Rechner, Tablet oder Smartphone. 

Stellt sich die Frage, wie die Technik eingesetzt werden soll. Die Antwort kommt nach Meinung von Magic Leap in Form von "Totems": spezielle Objekte, die physische Gegenstände und computergesteuerte Projektion miteinander verknüpfen. Ein Stück Holz könnte laut einem Bericht von "Wired" zu einer Computermaus, einem Pinsel oder einer Tastatur werden, die innerhalb des virtuell-augmentierten Raums die gewünschten Gesten-Bewegungen ausführt. Oder aber starre Aufsteller in einem Supermarkt verwandeln sich zu einem animierten Begrüßungskomitee. 

Im Gegensatz zu Microsoft setzt Magic Leap wie Google also auf ein alltagstaugliches Gerät, das wie Glass die reale Welt mit Informationen des Cyberspace verknüpfen lassen will. Gut möglich, dass Google in den nächsten Monaten den Geldbeutel weit öffnet und Magic Leaps Augmented Reality-Brille zu seinem neuen Glass werden lässt. Großes Interesse hat der Suchmaschinengigant mit seiner Finanzierung bereits gezeigt, und auch die Entwicklungen beim hauseigenen Glass-Projekt könnten ein Signal dafür sein.

Dann muss sich Augmented Reality nur noch in der breiten Öffentlichkeit durchsetzen - ohne die Gefahr, aufgrund einer Datenbrille auf offener Straße angefeindet und verprügelt zu werden.

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