Lösungen für AR, 3D-Datenerstellung und -verwaltung

Augmented und Mixed Reality

Augmented und Mixed Reality verändern unsere Arbeitsweisen wie keine andere Technologie. Viele Bereiche konnten bereits durch die Anwendung von erweiterter Realität profitieren – und der Markt wächst rasant. Neue Software-Tools ermöglichen Unternehmen nun die Entwicklung eigener AR-Anwendungen.

(Bild: Viscopic GmbH)

Für ein Projekt von Viscopic mit dem Volkswagen Education Lab werden Schulungen für die Bedienung von Robotern in die Augmented-Reality-Welt gebracht. Anhand einer holographischen Roboterrepräsentation wird es den Technikern ermöglicht, die Bedienung der Roboter, die in VWs Produktionsstätten bestehen, über eine AR-Brille zu erlernen. Die physischen Maschinen werden durch Hologramme ersetzt, welche genau so agieren und reagieren können wie ihre realen Zwillinge. Somit können Trainings fallspezifisch und effizient jederzeit an jedem Ort durchgeführt werden, ohne dass zusätzliche Kosten für Material, Maschinen und Trainer anfallen.

Mit den Software-Tools von Viscopic können Nutzer jeder Kenntnisstufe 3D- und AR-Inhalte selbst erstellen. (Bild: Viscopic GmbH)

Komplexe Implementierung

Allerdings ist die Implementierung von Augmented Reality derzeit noch komplex. Es sind individuelle Lösungen notwendig, um den Anforderungen der neuen Technologie gerecht zu werden. Viscopic entwickelt Lösungen für AR, 3D-Datenerstellung und -verwaltung. Das Münchner Startup arbeitet unter anderem mit Audi, BMW, Volkswagen oder DB Netz zusammen und ist offizieller Microsoft-Mixed-Reality-Partner. Zu Beginn waren lediglich individuelle Anwendungsfälle der Fokus des Unternehmens. In den Projekten wird zunächst eine Idee definiert, der Anwendungsbereich evaluiert und dann ein Prototyp entwickelt, der als skalierbare AR-Lösung implementiert wird.

AR-Inhalte für verschiedene Endgeräte

In den Problemen und Wünschen der Kunden erkannte Viscopic wiederkehrende Muster, welche der Anstoß zur Entwicklung der Software Tools der Firma waren. Mit diesen können Nutzer jeder Kenntnisstufe 3D- und AR-Inhalte selbst erstellen. Besonders wichtig war hierbei die Benutzerfreundlichkeit der Plattform. Das System sollte es auch Laien der erweiterten Realität ermöglichen, Inhalte zu generieren, ganz ohne Programmierkenntnisse. Ergebnis dieser Erkenntnisse ist unter anderem die Anwendung Viscopic Pins, die sowohl schnelles Prototyping einer AR-App als auch die Erstellung skalierbarer Inhalte unterstützt. Mithilfe der Applikation lassen sich Augmented-Reality-Inhalte für verschiedene Endgeräte gestalten. Die generierten Arbeits- und Anleitungsschritte lassen sich auf reale Projekte projizieren. So können Arbeitsprozesse in unterschiedlichen Bereichen vereinfacht werden, indem Objekte und Infrastrukturen mit Informationen angereichert werden. Durch die Windows-Applikation wird zuerst eine virtuelle 3D-Abbildung eines Umfelds oder Produkts erzeugt. Das kann etwa auf Basis von CAD-Daten erfolgen. Anschließend können unterschiedliche Arbeitsschritte und Checklisten – sogenannte Pins – an virtuelle Objekte geheftet werden. Diese lassen sich mit Informationen wie Bildern, Videos, Ton, Sprache oder 3D-Animationen anreichern. Die als Datei abgespeicherten Arbeitsschritte können über AR-Brillen, wie z.B. der Microsoft HoloLens, geöffnet und auf das reale Umfeld projiziert werden. Solche AR-Anleitungen können dem produzierenden Gewerbe z.B. die Standardisierung ihrer Testverfahren ermöglichen, bei der Einarbeitung von Mitarbeitern helfen und die Notwendigkeit zusätzlicher Qualitätsprüfungen verringern.

3D-Schulungsinhalte

Eine weitere Applikation von Viscopic, Viscopic Steps, bietet die Möglichkeit, aus bestehenden Daten interaktive 3D-Schulungsinhalte oder 3D-Animationen zu erstellen und diese als Arbeitsanleitungen oder Trainingsinhalte für Mitarbeiter in denselben Bereichen einzusetzen. Die leicht verständliche Windows-Applikation gewährleistet, dass Prozesse mechanischer Tätigkeiten orts- und zeitunabhängig ohne reale Anlage erlernt werden können. In dem Steps Editor lassen sich Komponenten eines CAD-Modells mit Animationen versehen, die bestimmte Vorgänge oder Zusammenhänge zeigen und darstellen können. Die Simulation von Arbeitsschritten ist als Arbeits- oder Schulungsunterlage sehr hilfreich. Die Demontage eines Roboters kann mit Steps einfach erlernt werden. An Komponenten des CAD-Modells der Maschine, z.B. einer Schraube, werden Animationen vergeben. In der Simulation ist daraufhin zu sehen, in welcher Reihenfolge welche Schrauben wie demontiert werden.

Übertragungstool für die Datenbrille

Viscopic Polygons ist ein Tool zur Übertragung von datenintensiven Modellen auf die HoloLens. Da die Rechenleistung vieler AR-Brillen begrenzt ist, wird es bei größeren Modellen schwierig, diese in Echtzeit auf die Smartglasses zu streamen. Das ist aber für einige Anwendungsfälle nötig. Viscopic Polygons ermöglicht es, 3D-Modelle von CAD zu Mesh zu konvertieren und automatisch nicht sichtbare, nicht relevante oder sehr kleine Bauteile zu entfernen. Die Software erlaubt es daraufhin, große 3D-Modelle als holographischen Inhalt über Wlan vom PC auf z.B. die Microsoft HoloLens zu streamen, ohne dass man sich um die von Datenbrillen begrenzte Rechenleistung sorgen muss. Vor allem bei der Planung von Produktionsstätten oder Maschinenhallen kann das hilfreich sein. Modelle von Robotern und Maschinen können in Echtgröße als Hologramme in den Raum projiziert werden, um die Konzeption von Räumen zu verbessern. Anhand der virtuellen Abbildungen der Anlagen kann getestet werden, wo und wie diese platziert werden sollten. Somit werden Fehlentscheidungen vermieden und der Planungsprozess erleichtert.