Medien zu diesem Beitrag

• Blick durch die iSTAR Datenbrille - Texteinblendung vor realer Szenerie© Fraunhofer IOSB
  
• OLED-Technologie ermöglicht Tragekomfort einer normalen Brille© Fraunhofer IOSB
  
• Präsentation des iSTAR Prototyp auf der CeBIT 2011© Fraunhofer IOSB
  
• Sascha Voth, Mitarbeiter in der Abteilung "Bildgestützte Echtzeitsysteme" des Fraunhofer IOSB© Sascha Voth (privat)
  

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Marktreife2012

Datenbrillen, die im Sichtfeld ihres Trägers die Realität mit computergenerierten Informationen anreichern, könnten nicht nur die Durchführung komplexer Montage- und Wartungsarbeiten erleichtern, sondern beispielsweise auch die Navigation von Sicherheitspersonal oder Feuerwehrmännern durch ein Gebäude vereinfachen. Allerdings sind sowohl Tragekomfort als auch die Bedienung bestehender Lösungen längst nicht so optimiert, dass  Head-Mounted-Displays für derartige Anwendungen in Frage kämen. Mit Hilfe neuester OLED-Technologien wird es nun allerdings möglich, die Geräte auf die Größe normaler Brillen zu reduzieren und sie problemlos über die Augen des Trägers zu bedienen.

Augmented-Reality-Brillen werden in der industriellen Praxis bisher nur für wenige, spezielle Anwendungen eingesetzt. Dabei haben sie einen entscheidenden Vorteil: Veränderungen, Ergänzungen und Alternativplanungen werden als computergeneriertes Bild über das reale Objekt gelegt und damit unmittelbar sichtbar gemacht. Deshalb könnte und sollte See-Through-AR-Technologie in erheblich mehr Arbeitsbereichen eingesetzt werden als heute üblich. Bei der Durchführung komplexer Montage- oder Wartungsvorgänge beispielsweise ließen sich mit der Verwendung einer Datenbrille Arbeitsprozesse effizient unterstützen. Denn um technische Daten und Parametereinstellungen für einzelne Bauteile oder Informationen zu den Arbeitsschritten zu erhalten, ist es heute noch notwendig, dass sich der Techniker immer wieder von seinem eigentlichen Arbeitsplatz, dem zu bearbeitenden Objekt, abwenden muss, um die benötigten Informationen an einem Computer einzusehen. Mit dem Einsatz einer Datenbrille könnten dieselben Informationen nun direkt in das Gesichtsfeld des Technikers eingeblendet werden. Dass derartige Anwendungen bisher nur wenig genutzt werden, hat im Wesentlichen zwei Gründe: Erstens sind gängige Head-Mounted-Display Systeme derzeit noch zu klobig und behindern den Techniker während seiner Arbeit an einem Objekt. Und zweitens ist zur Steuerung der Einblendungen in der Datenbrille immer noch notwendig, dass sich der Techniker von seinem Arbeitsbereich abwendet, beispielsweise um über eine Laptoptastatur die gewünschte Information abzurufen.

Aktuelle Entwicklungserfolge bei den organischen Leuchtdioden (OLED) ermöglichen es nun, die für die Anzeige computergenerierter Inhalte in einer Datenbrille benötigten Leuchtquellen auf einem Elektronikchip zu integrieren. Auf Grundlage dieses Verfahrens haben die vier Fraunhofer Institute IGD, IOF, IOSB und IPMS eine Augmented-Reality-Brille entwickelt, deren Technikkomponenten soweit miniaturisiert werden konnten, dass ihr Tragekomfort mit dem einer normalen Sehhilfe vergleichbar ist. Um auch den zweiten Nachteil derzeitiger Head-Mounted AR-Systeme, das Problem der Steuerung der angezeigten Inhalte zu lösen, platziert die wirtschaftsorientierte strategische Allianz (WISA) der vier Institute zusätzlich zu den wenigen tausendstel Millimetern großen OLED-Leuchtdioden auf dem Chip ihres Mikrodisplays Photodioden, die ebenfalls nur wenige Mikrometer groß sind. Damit verfügt ihre Datenbrille über eine kombinierte Projektions- und Kameraeinheit, die außer der Anzeige computergenerierter Informationen gleichzeitig auch die Augenbewegungen des Nutzers aufzeichnen kann. Künftige Datenbrillen können auf diese Weise also über die Augen des Benutzers gesteuert werden: Der bewusste Blick auf ein Bauteil des realen Objekts reicht dann aus, um sich die technischen Daten dazu im Sichtfeld einblenden zu lassen. Ebenfalls über eine Augenbewegung lassen sich eingeblendete Auswahlbuttons am Rand des Sichtfelds aktivieren, um etwa den nächsten Schritt eines Montageprozesses am realen Objekt anzuzeigen. Wie die AR-Anzeige und die Erfassung der Augenbewegungen des Trägers der Datenbrille funktionieren demonstrierten die Projektpartner anhand eines Prototyps auf der CeBIT 2011.

Derzeit entwickeln die Projektpartner einen Evaluation Kit, der die bidirektionale Datenbrille sowie Basisanwendungen für die Steuerung von Anzeige- und Aufnahmeeinheit enthält. Mit diesem Kit können die Interaktionsmöglichkeiten über Augenbewegungen in der Praxis getestet werden. Außerdem bietet das Basissystem die Möglichkeit, für spezielle Einsatzbereiche (siehe auch InnoVisions Bericht „Eine Brille für zwei Welten“) Bedieneroberflächen und AR-Anwendungen zu entwickeln.