Virtual Reality Konstrukteure von morgen mit VR ausbilden

Die Coronakrise hat die Digitalisierung im Studienbetrieb beschleunigt. Neben Lernplattformen und E-Lectures rücken im Ingenieurbereich Virtual- und Augmented Reality-Technologien immer stärker in den Fokus. Doch wie setzt man VR vermehrt im Lehrbetrieb ein?

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Fraunhofer-Institut für Arbeits- wirtschaft + Organisation IAO

Die Virtual und Augmented Reality Technologie hat in den letzten Jahren große technische Fortschritte gemacht und sich vom Spielzeug zum Werkzeug entwickelt. AR und VR finden zunehmend Verwendung beispielsweise in der Produktionsplanung, dem Unterhaltungssektor oder für Forschungsaufgaben mit hohen Visualisierungsanforderungen.

Wer also morgen mit CAD-Software und 3D-Modellen Gebäude entwerfen oder Maschinen konstruieren möchte, sollte heute schon mit dem Umgang von Virtual und Augmented Reality vertraut werden. Doch viele Dozenten, die an den Universitäten im Ingenieurswesen unterrichten, sind vorwiegend noch in der 2D-Welt daheim. Vor diesem Hintergrund hat das Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart, das eng mit dem Fraunhofer IAO kooperiert, das Projekt „Virtual Reality in der universitären Ausbildung im Ingenieurswesen (ViRAI)“ gestartet.

Es ist eines von insgesamt fünf Vorhaben zur anwendungsorientierten Erforschung von Lern- und Lehrkonzepten mit Virtual und Augmented Reality an Hochschulen, die mit insgesamt rund 1,8 Millionen Euro vom Wissenschaftsministerium mit Mitteln der Digitalisierungsstrategie digital@bw gefördert werden.

Virtuelle Realität

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VR-Laborumgebung als Experimentierraum für Studierende

Im Projekt ViRAI soll VR als Mittel zum Lernen eingesetzt werden, z.B. um den Studierenden räumliche und interaktive Inhalte näherzubringen. Zugleich wird VR auch als Handwerkszeug für Ingenieure vermittelt. „Das Projekt ist einer unserer Beiträge zur Digitalisierung der Lehre. Wir möchten, dass unsere Absolventen die neuesten Technologien beherrschen“, sagt Dr. Manfred Dangelmaier, Projektkoordinator von ViRAI. Die Laborumgebungen am kooperierenden Fraunhofer IAO biete dabei die entsprechende Ausstattung, um neueste VR-Anwendungen erlebbar zu machen.

VR-Spieleapplikation schon bekannt

So wird VR sowohl für die Projektübungen „Grundzüge der Produktentwicklung“eingesetzt als auch in der Vorlesung „virtuelles Engineering“. In den Übungen sollen die Studierenden mehr praktische Erfahrungen mit VR sammeln. Hilfreich ist dabei, dass viele VR-Spieleapplikationen auch am heimischen PC genutzt werden. Neben den üblichen Konstruktionswerkzeugen (CAD) wird auch Software zur 3D-Modellierung und aus der Spieleentwicklung verwendet. Damit werden technische Objekte entwickelt, mit Materialien und Interaktionsmöglichkeiten versehen und mit passender Beleuchtung in realistischer Umgebung in Szene gesetzt.

Die Erfahrungen aus dem Projekt sind die Basis für die weitere Digitalisierung der Lehre. Das interdisziplinäre Forscherteam des Instituts für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart, des Ludwig-Uhland-Instituts für Empirische Kulturwissenschaft der Universität Tübingen und des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO untersucht außerdem, wie sich die Lehr- und Lernkultur durch den Einsatz von VR und AR in der Ingenieursausbildung verändert.

Virtuelle Kollaborationslabore (VKL) am KIT

Auch am KIT und der Hochschule Mannheim wird die VR-Technologie eingesetzt und durch das Wissenschaftsministerium mit Mitteln der Digitalisierungsstrategie digital@bw gefördert. So ist es am KIT und der Hochschule Mannheim bei Praktika und Vorlesungen üblich, Studierende getrennt an Mess- und Simulationstechnik heranführen. Dafür müssen die Studierenden und Lehrenden in den Laboren physisch vor Ort sein. In dem geförderten Projekt sollen bereits existierende, virtuelle Plattformen – basierend auf moderner 3D-Visualisierungstechnik – mittels VR/AR-Techniken nutzbar machen. Dabei werden verfügbare VR/AR-Hardwaretechniken für die Lehre mit Apps auf Standardmobiltelefonen nutzbar gemacht. Dies erlaubt eine interdisziplinäre und praxisnahe Ausbildung.

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