Innovieren: XR im Projekt
Im Projekt Q.V.I.W. setzen wir gezielt auf innovative XR-Technologien wie VR, AR und MR, um die berufliche Weiterbildung und Kompetenzentwicklung zu unterstützen. Wir klären auf, was hinter den Begriffen steckt und inwiefern sie gewinnbringend in Lehr-/Lernsettings zum Einsatz kommen können und geben einen Überblick über unser XR-Equipment.
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Was versteht man unter XR, AR, VR und MR?
XR steht für "Extended Reality" (erweiterte Realität) und bildet einen Überbegriff, der Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und Mixed Reality (MR) umfasst und sich auf die Verschmelzung von realen und virtuellen Welten bezieht. VR, AR und MR unterscheiden sich innerhalb dieses Feldes in Bezug auf ihre technischen Voraussetzungen sowie das Level an Immersion – der Intensität des Eintauchens in die jeweilige erweiterte Realität. Die wahrgenommene Immersion wird durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, darunter insbesondere die Möglichkeit der Interaktion, also der eigenen Einflussnahme auf die virtuelle Umgebung.
Augmented Reality (AR)
Bei Augmented Reality (AR) wird die reale Welt durch digitale Elemente erweitert. Diese digitalen Inhalte werden über ein Endgerät wie ein Smartphone oder Tablet mit Kamera und Display in die physische Umgebung eingeblendet. AR bietet die geringste Immersion unter den erweiterten Realitäten, da die reale Welt weiterhin dominiert. Ein klassisches Beispiel ist die Platzierung eines virtuellen Objekts, wie etwa eines Möbelstücks, in einem realen Raum, um dessen Wirkung oder Passform zu erproben.
Virtual Reality (VR)
Virtual Reality (VR) bezeichnet eine vollständig immersive digitale Umgebung, die über ein Head-Mounted Display (HMD), auch bekannt als VR-Brille, erlebt wird. Dabei wird die reale Welt vollständig ausgeblendet, was den Nutzern ein intensives Eintauchen in die virtuelle Welt ermöglicht. VR stellt die immersivste Form der erweiterten Realitäten dar und bietet eine besonders realitätsnahe und interaktive Erfahrung.
Mixed Reality (MR)
Bei einer Mixed Reality (MR)-Anwendung verschmelzen die physische, reale Welt
und virtuelle Elemente miteinander. Im Gegensatz zur Augmented Reality können hier physische und digitale Objekte miteinander interagieren. Ein Beispiel wäre, dass ein virtuelles Glas auf einem realen Tisch abgestellt werden kann. Auch in der Mixed Reality wird ein Head-Mounted Display (HMD) verwendet, jedoch so konfiguriert, dass die reale Welt gleichzeitig mit den virtuellen Elementen sichtbar bleibt (Passthrough). Hierfür liefern nach außen gerichtete Kameras der VR-Brille ein Echtzeit-Videobild der physischen Umgebung.
Nutzung einer AR-Anwendung per iPad (links), Rezeption einer VR-Welt mit einem Head-Mounted-Display (Mitte) und die Verschmelzung realer und virtueller Elemente (hier: ein im realen Raum platzierter, dreidimensionaler Stadtplan) in einer Mixed Reality (rechts)
(Bild: TH Köln)
Potentiale von XR für die Weiterbildung
Weiterbildungen für berufstätige Lernende erfordern es, besonders praxisnah und möglichst in kompakten Formaten umgesetzt zu werden, um ein wirksames Lernen zu ermöglichen. Die Integration von XR-Technologien kann vor diesem Hintergrund den Mehrwert bieten, den Wissenstransfer von der Theorie in die praktische Anwendung zu fördern. In praxisnahen XR-Szenarien kann Erlerntes angewendet und erprobt werden, ohne den Lernort wechseln zu müssen.
Darüber hinaus bietet der Einsatz von XR in Lehr-/Lernsettings eine Vielzahl von Potentialen:
- Immersives und exploratives Lernen: Durch das virtuelle Eintauchen in verschiedene Situationen, Körperwelten und Umgebungen können Lernende intensiv in neue Szenarien eintauchen. Darunter auch zukünftige oder alternative Szenarien, die bestimmte Auswirkungen erlebbar machen.
- Zugang zu gefährlichen, schwer erreichbaren oder zerstörten Orten: XR ermöglicht den sicheren Zugang zu Orten, die real nicht zugänglich oder zu gefährlich sind, etwa in der Notfallmedizin oder in risikobehafteten Branchen.
- Fehlerverzeihende Lernräume: In einer virtuellen Umgebung können Lernende neue Fähigkeiten und Fertigkeiten erproben, ohne dass Fehler negative Konsequenzen haben – ein wichtiger Aspekt für das Üben von kritischen und komplexen Kompetenzen.
- Individuelles und flexibles Lernen: In einer virtuellen Umgebung machen Lernende individuelle Erfahrungen.
Anwendungsbeispiele
- Industrie & Technik: Simulation einer Maschinenwartung. Tatsächliche Maschinen stehen ggf. nicht für die Dauer des Lernprozesses für Übungen zur Verfügung (z.B. aufgrund zu hoher Ausfallkosten).
- Gesundheitswesen: Training von OP-Techniken ohne die Gefährdung realer Patienten
- Soft Skills: Individuelles Kommunikationstraining ganzer Gruppen
- Bildungseinrichtungen: Virtuelle Klassenräume für den digitalen Unterricht
- Geografie: Begehung ökologisch sensibler Gebiete oder das Erleben künftiger Visionen für z.B. renaturierte Ökosysteme
XR-Technologien ermöglichen praxisnahe Szenarien mit individuellen Lernerfahrungen an Ort und Stelle
(Bild: TH Köln)
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Oktober 2024