Die Welt von Morgen: Augmented Reality

Einführung

Immer wieder ließt man zur Zeit über augmented reality Anwendungen für moderne Smartphones. Was genau ist das und was kann man damit eigentlich noch machen?

Zitat Wikipedia:
Unter erweiterter Realität (von engl. augmented reality, AR) versteht man die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung. Diese Information kann alle menschlichen Sinnesmodalitäten ansprechen. Häufig wird jedoch unter erweiterter Realität nur die visuelle Darstellung von Informationen verstanden, also die Ergänzung von Bildern oder Videos mit computergenerierten Zusatzinformationen oder virtuellen Objekten mittels Einblendung/Überlagerung. Bei Fußball-Übertragungen ist erweiterte Realität z. B. das Einblenden von Entfernungen bei Freistößen mithilfe eines Kreises oder einer Linie.

Die Idee die Wirklichkeit mit zusätzlichen Informationen anzureichern, gab es schon recht früh bei Computern. Ein Beispiel ist der Joystick, der zum Beispiel beim Fahrzeugcrash im Spiel vibriert. Hier wurde zwar eher von Rückkopplung gesprochen, den das was man am Monitor sah, wurde auch fühlbar. Dies ist auch in die Fahrzeugentwicklung eingeflossen, wo der Fahrer durch Vibrationen im Lenkrad aufmerksam gemacht wird (Beispiel: Spurhalteassistent, Sekundenschlaf).

Ein anderer eben recht moderner Bereich ist die Verwendung von Smartphones. Hier werden dem aktuellen Kamerabild zusätzliche Informationen überlagert. Hier hat man inzwischen eine große Bandbreite: Wegweiser, Informationen über Gebäude oder Einkaufsmöglichkeiten, Einblendung von historischen Fotos oder Szenen aus Filmen.

Bei der Smartphone Anwendung ist für eine gute Einblendung vor allem die Qualität von Gyroskop, Kompass und GPS wichtig. Hier ist aber immer das Kamerabild zwischen Information und Realität. Für viele andere Anwendungen ist es wichtig, die real gesehene Situation mit zusätzlichen Information zu befüllen. Dazu bedarf es einer Technik, die auf einer durchsichtigen Schicht (Visier, Windschutzscheibe) die Informationen, dem vom Auge gesehenen, überlagern kann.

Straßenverkehr

Ich habe nun ein Video einer Design Studie zum Thema AR im Straßenverkehr gefunden. Dieses als Studienarbeit angelegte Projekt der Hochschule Anhalt (FH) – Fachbereich Design, zeigt die Möglichkeiten der Einbindung von zusätzlichen Informationen auf der Windschutzscheibe. Als Beispiele: Navigation, Dauer der Rot- oder Grünphasen von Ampeln, Gefahren, Spurhalteassistent und so weiter.

Feuerwehr

Eine weitere interessante Anwendung zeigt das folgende Video. Hier wird eine mögliche Entwicklung zur Unterstützung von Feuerwehrmännern skiziert und diskutiert. Über ein OLED Head-Up Visier des Schutzhelms, einer Kamera und RFID Etiketten im Handschuh kann sich der Feuerwehrmann diverse Information im Visier einblenden lassen. Das System wird in den ersten viereinhalb Minuten demonstriert. Der Feuerwehrmann kann sich die Position seiner Kollegen anzeigen lassen, sowie den Weg zum Ausgang und die Entfernung. Bei der Suche nach Brandherden, unterstützt ihn die Infrarot empfindliche Kamera. Er kann sich auch die Kamerabilder seiner Kollegen einblenden lassen und so deren Situation beurteilen. Für mich einer der interessantesten Aspekte der augmented reality Entwicklung.

Medizin

Ein Bereich der Forschung auch auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz untersucht die Möglichkeit, ob eine Protese dem Patienten Informationen über Oberflächen liefern kann. Auch hier wieder zuerst der Gedanke der verbesserten Rückkopplung. Auf anderen Bereichen der medizinischen Forschung wird untersucht, wie man Bildinformationen aus Röntgen, CT oder Ultraschall dem Bild des Patienten überlagern kann.

„Augmented Reality“ im OP

Ähnlich wie bei den Feuerwehrmännern, soll der Arzt mit einer speziellen Brille, dem sogenannten Head Mounted Display, ausgerüstet werden. Damit könnte er sozusagen in den menschlichen Körper schauen. So könnte auch Chirurgen in die Lage versetzt werden, Knochen, Blutgefäße, Organe, Tumore oder gesundes Gewebe beim Blick auf den Patienten unterscheiden zu können.

Kern der komplexen Technik ist das sogenannte Trackingsystem mit seinen vier Infrarotkameras. Es bestimmt auf Millimeterbruchteile genau die Positionen von Patient und Chirurg während der Operation. Und es erkennt auch, wo und wie der Chirurg sein Operationsbesteck bewegt. Denn nur so kann der Computer reales und virtuelles Bild perfekt miteinander abgleichen. Damit kann sich der Chirurg voll und ganz auf die OP konzentrieren, ohne dabei seine Arbeit an weit entfernten Monitoren zu überprüfen.

Technik

Weitere Anwendungsbereiche sind komplexe technische Geräte oder Anlagen. Hier kann mittels der erweiterten Realität die Arbeit von Service Technikern deutlich vereinfacht werden. Statt in das Handbuch zu sehen, werden die Informationen direkt eingeblendet.

Beispiel: Projekt von Rittal

Aktuelle Smartphone Applikationen

Inzwischen sind diverse Applikationen auf dem Markt die diese vereinfachte Form von Ar verwenden und dies auf dem Smartphone umsetzen. Das überlagern von Informationen ist bei einem Kamerabild etwas einfacher. Die Blickrichtung des Benutzers spielt dabei keine wesentliche Rolle. Hier sind aber die Anforderungen an Gyroskop, Kompass und GPS System recht hoch, damit das Smartphone zuverlässig weiß in welcher Richtung es gerichtet wird.

Eine interessante Anwendung wurde in Kanada entwickelt:
Sie haben keine Grundrisszeichnung ihrer Wohnung oder ihres Hause, kein Problem. Mit der Applikation kann man die Grundrisse komplett erstellen und hat die Maße direkt zur Verfügung. Über eine Kalibrierung an bekannten Objekten wird das System angelernt und kann dann mittels der Markierung von Ecken, Fenstern und Türen den Grundriss einzelner Räume aufzeichnen. Zum Schluss schiebt man noch die einzelnen Räume zusammen und fertig ist der komplette Grundriss.

Sensopia MagicPlan

Die am meisten verbreiteten Applikationen finden sich auf dem Gebiet der Naviagation bzw. des zurechtfinden in einer fremden Umgebung. Zeig mir den Weg zum Parkplatz meines Autos, wo ist das nächste Restaurant, welche Sehenswürdigkeit ist das u.s.w. Darunter befinden sich aber auch die ersten Spiele. Hier eine kleine Liste von Smartphone Applikationen:

Fazit

Ich hoffe Euch gefällt meine kleiner Ausflug in die Welt der erweiterten Realität. Ich finde dieses Thema recht spannend und freue mich auf eure Tipps und Anregungen. Ich werde auch am Ball bleiben und aktuelles auf Google+ posten und auch mal wieder hier eine Zusammenfassung schreiben.

 

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8 comments on “Die Welt von Morgen: Augmented Reality

  1. Sebastian

    Ein schöner Einblick in die Zukunft. Einiges ist schon sinnvoll, anderes nicht so ganz.
    Jedoch sollte man sich nie ganz auf die Technik verlassen. Denn gerade erst hat die US-Flugsicherheitsbehörde FAA in einer Studie festgestellt, das Piloten das Fliegen „verlernt“ haben. Einfach weil sie sich zu sehr auf die Technik verlassen. Link: http://www.welt.de/vermischtes/weltgeschehen/article13578397/Warum-Piloten-allmaehlich-das-Fliegen-verlernen.html

  2. Pingback: Die Welt von morgen: Augmented Reality | Wolfs PAD | Augmented Reality und Spiele | Scoop.it

  3. Gustav

    Die technische Entwicklung stoppt tatsächlich niemals. Eventuell werden viele heute modernen, komplexen Technologien und Entwicklungen schon in wenigen Jahrzehnten wieder als völlig altmodisch und überholt angesehen. Mal sehen, was die zukünftige Entwicklung noch alles bringen mag 😉

  4. Pingback: Augmented Reality in der Medizin - Systeme für OperationenFakultätskolloquium

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