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Virtuelle Kettensäge

01.08.2007
Virtuelle Welten kann man sehen – etwa die Landebahn im Flugsimulator. Forscher sind der Wirklichkeit jetzt noch ein Stück näher gekommen: Ihre virtuellen Welten kann man sogar fühlen. So lässt sich der Umgang mit Handwerkzeugen üben.

Sie sieht aus wie eine Kettensäge. Sie fühlt sich an wie eine Kettensäge. Sie klingt wie eine Kettensäge. Und doch sägt sie nur virtuell: Die »Cybersaw«. Einmal am Anlasser gezogen, ertönt das laute Motorengeräusch. Die tosende Säge in der Hand, setzt der Nutzer das reale Werkzeug-Schwert auf einem Plexiglasstamm an, der vor ihm steht. Auf einer Projektionsleinwand hinter dem Plexiglasstamm sieht der Anwender stattdessen einen Sägebock inmitten eines idyllischen Bauernhofs. Hier erkennt er, wie sich das Kettenblatt durch den Baumstamm sägt, während er mit seinen Händen den Widerstand des Kiefernholzes und das Vibrieren der Säge spürt.

Für die Cybersaw, die der Werkzeughersteller Dolmar in Auftrag gegeben hat, haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt komplexe Technologien miteinander vereint: »Mixed Reality« nennen sie die Systeme, die die reale Welt mit einer virtuellen Realität vermischen. Eine Computer-Vision-Software sorgt für die optische Wahrnehmung: »An dem Stamm aus Plexiglas ist eine Kamera befestigt. Über Leuchtdioden, die am Schwert der Säge angebracht sind, ermittelt die Kamera die genaue Position und überträgt sie auf das virtuelle Bild der Kettensäge, das auf der Leinwand zu sehen ist«, erklärt Michael Zöllner, der die Cybersaw entwickelt hat. Vollkommen »gefühlsecht« wird die Cybersaw durch weitere Extras: In dem Werkzeug haben die Forscher Motor und Vergaser durch Elektronik und Vibrationsmotoren ersetzt. So fühlt sich die Säge in der Hand wie ein real sägendes Gerät an. Der bewegliche Plexiglasstamm bietet der Säge den Widerstand des Holzes, und durch den simulierten Sound eines aufheulenden Motors kann der Nutzer endgültig in die Holzfällerwelt eintauchen. »Unser System bietet ein natives Interface«, sagt Zöllner. »Das heißt, die virtuelle Umgebung entspricht vollständig der realen. Normalerweise muss man dem Nutzer einer virtuellen Welt erst die Technik erklären – etwa wie man eine Datenbrille bedient. Hier kann er ohne Erklärungen sofort loslegen.«

Mixed-Reality-Umgebungen sind nicht nur reine Spielerei. Personen, die etwa den Umgang mit komplizierten Werkzeugen erlernen müssen, können so besser geschult werden. Außerdem arbeiten die Forscher an der Entwicklung von medizinischen Simulationsumgebungen, in denen Mediziner den Umgang mit Endoskopen üben können. So tauchen diese nicht nur optisch in einen virtuellen Körper ein, sondern spüren beispielsweise auch, wenn sie an eine Gefäßwand stoßen.

Michael Zöllner | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.igd.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2007/08/Mediendienst82007Thema4.jsp

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