Mithilfe von VR/AR bestmöglich vorbereitet auf die komplexen militärischen Missionen heute und künftig

Optimal vorbereitet auf die komplexen Einsatzbedingungen aktueller und künftiger militärischer Missionen

Virtual Reality (VR) für die kompetenzorientierte Ausbildung

© Foto Fraunhofer FKIE

Virtuelle und Augmentierte Umgebungen wurden als disruptive Technologien für die optimale Ausbildung der Streitkräfte erkannt. Das Fraunhofer FKIE hat ihre kontextbezogenen Einsatzmöglichkeiten einer konzeptionellen Betrachtung unterzogen.

Die erfolgreiche Durchführung aktueller und zukünftiger militärischer Missionen erfordert hochgradig ausgebildete Soldaten. Sie gilt es optimal vorzubereiten auf die schwierigen und komplexen Einsatzbedingungen, denen sie heute begegnen. Ihre kompetenzorientierte Ausbildung kann durch innovative Technologien der Virtuellen und Augmentierten Umgebungen (Virtual/Augmented Reality, VR/AR) unterstützt werden. Sie wurden als eine der Emerged/Emerging Disruptive Technologies für die zukünftige Entwicklung und Ausbildung der Streitkräfte identifiziert.

Die diese Technologien unterstützenden technischen Systeme (Hard-/Software, Displays, Interaktionsgeräte) werden heute unter dem Schlagwort »Serious Gaming« kommerziell breit verfügbar, müssen jedoch mit den Ausbildungskonzepten und -inhalten der Streitkräfte eng verknüpft werden. Das Fraunhofer FKIE hat die Technik hierzu einer konzeptionellen Betrachtung unterzogen. Hierbei wurden insbesondere auch konkrete Fragestellungen der Interaktion zwischen Mensch und technischem System adressiert, wie beispielsweise die Simulatorkrankheit, die bei VR-Systemen häufig auftritt und ihren Nutzen wesentlich einschränkt.

 

 

© Foto Fraunhofer FKIE

Ergänzend zu der konzeptionellen Betrachtung der Einsatzmöglichkeiten von VR/AR-Technologien für die kompetenzorientierte Ausbildung der Streitkräfte, führte das Fraunhofer FKIE auch experimentelle Untersuchungen durch, beispielsweise zum Auftreten von Simulatorkrankheit durch die Auswikungen der Skalierung zwischen realer Kopfrotation und virtueller Sicht.

Die technologiegestützte Ausbildung der Streitkräfte unterscheidet sich maßgeblich von ihren bisherigen traditionellen Lernzielen und -methoden. Ihr größter Vorteil liegt in der Möglichkeit des Erwerbs von Erfahrungen durch eigenes Handeln im Rahmen selbstgesteuerten Lernens.

Im Rahmen seines Auftrags befasste sich das Fraunhofer FKIE zunächst mit der konzeptionellen Betrachtung der sinnvollen Unterstützung der Streitkräfteausbildung durch VR/AR-Verfahren. Hierbei identifizierten die Wissenschaftler drei wesentliche Anwendungsbereiche:

  • abgesessene Ersthelfer bei Einsatztrupps sowie – in der Folge – für medizinisches Personal
  • technisches Personal
  • Einsatztrupps

In Ergänzung zu den konzeptionellen Forschungsarbeiten erfolgte die experimentelle Untersuchung des Auftretens von Simulatorkrankheit. Hierfür überprüften die Wissenschaftler die Auswirkung einer Skalierung zwischen realer Kopfrotation und virtueller Sicht bei der Darstellung einer virtuellen Umgebung mittels eines Head-Mounted-Displays.

Die experimentelle Untersuchung ergab keine signifikanten Auswirkungen der modifizierten Kopfrotation auf Präsenz, Simulatorkrankheit, Beanspruchung und Leistung. Im Hinblick auf den angestrebten Einsatz der Technologie im Bereich der Streitkräfteausbildung ist dies positiv. Der Schwierigkeitsgrad der gewählten Testaufgaben war allerdings sehr niedrig. Aufgrund dieser und weiterer Rahmenbedingungen der Untersuchung können negative Wirkungen daher dennoch nicht grundsätzlich ausgeschlossen werden.

Für eine Generalisierung des Ergebnisses ist neben einem größeren Stichprobenumfang eine stärkere Modifikation der Skalierung der Rotation erforderlich. Neben ihr lassen sich weitere Variablen der Sichtdarstellung modifizieren und skalieren, wie zum Beispiel Körperreichweiten und translatorische Bewegungen. Hier werden Auswirkungen auf Präsenz und Simulatorkrankheit erwartet.

Mit der aktuell stattfindenden Entwicklung der kompetenzorientierten Ausbildung in der Bundeswehr erfolgt eine Konkretisierung der eigenen Arbeiten zum Einsatz von VR/AR und – generell – der virtuellen Simulation. Im Sinne eines gesamtheitlichen Ansatzes wird dabei unter Berücksichtigung der Eigenschaften und Fähigkeiten des Menschen eine Verbindung zwischen fachlicher Forderung und technologischen Möglichkeiten angestrebt. Da natürliches Gehen den Erwerb von Orts- und Orientierungswissen maßgeblich unterstützt, ist die Fortbewegung in einer virtuellen Umgebung ein weiterer wichtiger Untersuchungsgegenstand. Sie ist in einer Virtuellen Umgebung aktuell nicht vorgesehen.