Die virtuelle Bohrmaschine

Bohren – ohne Wasserschaden und ohne blutige Finger. Am Fraunhofer-Stand auf der CeBIT können Besucher in virtuelle Wände bohren. Die Bohrmaschine ahmt Geräusche, Vibrationen und Widerstand nach wie beim richtigen Bohren.

Am besten lernt und trainiert man in der Praxis. Oft ist es aber zu gefährlich, Anfänger unvorbereitet zum Beispiel an Fahrzeuge oder Maschinen zu lassen. Deshalb werden theoretische Lerneinheiten und Trockenübungen vorgeschaltet. Doch seit alters wissen die Menschen, welch überragende Bedeutung das »Erleben« und »Begreifen« hat, um etwas zu lernen und zu verstehen. Dem chinesischen Weisen Laotse, der vor zweieinhalbtausend Jahren gelebt haben soll, wird folgender Spruch zugeschrieben: »Sage es mir, und ich werde es vergessen. Zeige es mir und ich werde mich daran erinnern. Beteilige mich und ich werde es verstehen«.

Viel wirklichkeitsnäher als Vorträge und Handbücher sind computergestützte Multimedia-Lernumgebungen: »Learning By Doing« – am virtuellen Objekt – rückt in greifbare Nähe. Die Verknüpfung von Computer- und Medientechnologie erweitert die Möglichkeiten künstliche Welten zu erzeugen entscheidend. Damit wird auch das direkte Erleben und die Interaktion mit virtuellen Objekten möglich. Um ein realistisches Gefühl des »Erlebens« erzeugen zu können, müssen alle Sinne des Menschen angesprochen werden. Neben dem räumlichen Sehen und Hören spielt beim »Begreifen« der Tastsinn eine elementare Rolle.

Ansprechpartner
Ivo Haulsen
Telefon: 0 30 / 63 92-17 77
Fax: 0 30 / 63 92-18 05

Frauhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST
Kekuléstraße 7
12489 Berlin

Das Gefühl für Widerstand ist für Chirurgen, die einen komplizierten Eingriff üben, ebenso wichtig wie für Servicetechniker, die ein Bauteil montieren, oder Handwerker, die ein Loch in die Wand bohren. Als Prototyp für ein innovatives Trainingsgerät zeigt das Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST auf der CeBIT die »virtuelle Bohrmaschine«. Der Besucher benutzt eine echte Bohrmaschine, die auf einen Joystick mit Kraftrückkopplung montiert ist. Sie ist gleichzeitig in einer virtuellen Umgebung 1:1 nachgebildet, die der Besucher vor sich sieht. Aufgabe ist, Einrichtungsgegenstände an die Wände einer virtuellen Wohnung zu montieren. Bohrt er nun in eine Wand, fühlt er – je nach Material – ähnliche Kräfte und Vibrationen, wie bei einer realen Wand. Und er hört ähnliche Geräusche. Der Prototyp gibt durch akustische, optische und haptische Rückmeldungen sinnvolle Hilfestellungen für das richtige Vorgehen. Wasser- und Stromleitungen erschweren die Arbeit. Wenn der Bohrer auf eine Stromleitung trifft, gibt es einen Knall, das Licht geht aus: Kurzschluss.

»Die virtuelle Bohrmaschine ist eine Vorstufe auf dem Weg zu intelligenten Werkzeugen, die dem Benutzer während der Arbeit genaue Anweisungen geben,« erklärt FIRST-Experte Ivo Haulsen die Perspektive. In Verbindung mit Virtual Reality können die Geräte zum Training in der Ausbildung für Facharbeiter oder Mechaniker dienen, aber auch in Montage, Support, Service und Wartung Unterstützung leisten. Die virtuelle Bohrmaschine ist Teil des Projekts »MediaTrain«. Dort wurden neue Formen des e-Learning entwickelt. Ziel war dabei, Multimedia in die Lernumgebungen zu integrieren.