Augmented Reality & Virtual Reality

Die Bezeichnungen AR und VR beziehen sich auf Technologien, die es uns ermöglichen, virtuelle Inhalte auf eine einfache Art in unsere Arbeitsweise zu integrieren. Mit ihrer Unterstützung lassen sich zusätzliche Informationen in unser Blickfeld einblenden, interaktive Objekte in unsere Umgebung projizieren oder vollständig virtuelle Umgebungen erzeugen und so ganze Realitäten simulieren.

AR und VR im Kontext von Mensch, Computer und Umgebung.Quelle: Angelehnt an Microsoft

Ermöglicht wird diese Innovation vor allem durch neue technologische Entwicklungen, die die Zusammenführung von Computerprozessen, Umgebungserkennung und menschlicher Interaktion erlauben. So ist es heute beispielsweise kein Problem mehr, Bewegungen eines Menschen in den virtuellen Raum zu übertragen oder die reale Umgebung in Echtzeit abzubilden. Dadurch ergeben sich völlig neue Möglichkeiten in der Ausschöpfung virtueller Elemente als Teil unserer Realität.

Spricht man von AR und VR, nimmt man recht moderne Begriffe in den Mund. Deren Ideen sind zwar alt, aber die technologische Umsetzung neu. Noch gibt es keine einheitliche Definition, anhand welcher Kriterien sie voneinander abzugrenzen sind. Erschwerend kommt hinzu, dass die Deutungshoheit nicht nur auf technologischer, sondern auch auf ideologischer Ebene ausgefochten wird. Immerhin handelt es sich bei AR und VR nicht nur um reine Technologien, sondern vor allem auch um Ideen.

Der Trend immersiver und realitätserweiternder Technologien steht schon lange branchenübergreifend in der Beobachtung von Unternehmen. Einige davon sind Early Adopter geworden, die früh damit begonnen haben mit AR-Datenbrillen zu experimentieren. Zunächst waren viele enttäuscht von den frühen Modellen der Headsets. Die Geräte stellten sich als zu schwer, unkomfortabel und nicht robust genug für den täglichen Einsatz heraus. Trotzdem wurde nicht das Potential außer Acht gelassen, welches eine ausgereiftere Technik freisetzen sollte.

Heute zeichnen Analysen und Prognosen dagegen ein einheitliches Bild: AR und VR sind im Kommen. Ein Unternehmen kann sich entweder darauf einstellen und die Vorteile nutzen oder von der Entwicklung abgehängt werden. So prognostiziert beispielsweise die IDC für AR und VR ein „signifikantes Wachstum“ bezüglich der Verkaufszahlen von AR-Datenbrillen und VR-HMDs mit einer kumulierten jährlichen Wachstumsrate von 66,7% bis 2023. Lag die Zahl 2018 noch bei 5,9 Millionen Stück, soll sie für 2023 auf 68,6 Millionen steigen.

Großes Potential zeichnet auch die zwischen 2017 und 2018 durchgeführte Marktstudie von BIS Research Inc. ab. Ihren Prognosen nach soll der Markt für Augmented und Virtual Reality, der 2017 noch 3,5 Milliarden US-Dollar groß war, bis 2025 auf 198 Milliarden US-Dollar anwachsen. ARtillery Intelligence zeichnet in einer aktuellen Untersuchung von 2019 ein ähnliches Bild.

Alleine für den Bereich der Augmented Reality soll der globale Umsatz von 1,96 Milliarden US-Dollar in 2018 auf 27,4 Milliarden in 2023 ansteigen:

AR Global Revenue Forecast.Quelle: eigene Darstellung, angelehnt an AR Global Revenue Forecast

Alle Analysen zeichnen ein eindeutiges Bild und auch andere Metriken unterstützen diese Wachstumsprognosen. Die Zahl der Patentanmeldungen für AR und VR ist alleine zwischen 2015 und 2018 um 125% auf 32.083 Patente gestiegen. Hinzu kommt, dass eine schnell wachsende Anzahl an Startups Trends nutzen und die Technologien weiterentwickeln. Auf dem Startup-Portal AngelList sind knapp 2.000 Augmented Reality Startups mit einer durchschnittlichen Bewertung von 5,2 Millionen US-Dollar gelistet.

Aufmerksamen Unternehmen entgeht dieser Trend nicht: in einer 2018 im Harvard Business Review publizierten Untersuchung haben 87% der 394 befragten Manager angegeben, sich in irgendeiner Weise mit den Usecases für Augmented Reality zu beschäftigen. 20% davon haben die Gelegenheit besonders früh ergriffen und setzen AR bereits gewinnbringend im Unternehmen ein.

Von einem professionellen Einsatz versprechen sich die Unternehmen:

• Optimierung von Arbeitsabläufen
• Produktivitätssteigerung
• Wettbewerbsvorteile
• Beschleunigung von Lernprozessen
• Bessere Kundenerfahrung
• Verkürzung von Stillstandszeiten
• Fehlerminimierung
• Höhere Anpassungsfähigkeit des Unternehmens an sich ändernde Umstände
• Effektivere Entscheidungsfindung von Mitarbeitern nicht-wissensintensiver Bereiche
• Schnellerer Markteintritt mit neuen Produkten und Services
• Höhere Mitarbeiterzufriedenheit

Ganz konkrete Beispiele finden sich in einer Studie von Capgemini. Boeing-Ingenieure nutzen AR-Technologie, um sich Schaltpläne in ihrem Sichtfeld anzeigen zu lassen. Damit arbeiten sie auf intuitive Weise 25% schneller und konnten ihre Produktivität um 40% steigern. Eine Steigerung der Produktivität konnten auch Mitarbeiter der Toms River Municipal Utilities Authority (ein Gemeindeversorger in New Jersey) erreichen. Dort wird AR- und VR-Technologie verwendet, um sich in Echtzeit in der Straße verborgene Versorgungsleitungen anzeigen zu lassen.

Bei Ford wird VR wiederum in Kombination mit Bewegungssensoren eingesetzt, um menschliche Bewegungen bei der Montage aufzuzeichnen. Daraufhin wurden neue Bewegungsmuster erarbeitet, die das Verletzungsrisiko um 70% senkten und zu einer Reduktion ergonomischer Probleme um ganze 90% führten.

Wie finden Sie die passenden Einsatzmöglichkeiten in Ihrem Unternehmen? Wie können Sie Augmented und Virtual Reality in bester Weise mit Ihrem Fachwissen und Ihrer Expertise verknüpfen, um selbst von Produktivitätssteigerungen, sinkenden Downtimes und Fehlerminimierungen zu profitieren?

Interaktive Fertigungsanweisung mit der Microsoft HoloLens 2.Quelle: Microsoft

Wir setzen auf Design Thinking und bieten Ihnen an, gemeinsam im Rahmen von produktiven Workshops herauszufinden, welche Optionen sich Ihnen bieten. Einige Beispiele verdeutlichen, welches Potential sich durch einen geschickten Einsatz von AR- und VR-Systemen ausschöpfen lässt:

• Interaktive Fertigungsanweisungen führen den Nutzer durch eine Schritt-für-Schritt Anleitung für die Montage von Vorrichtungen. Dadurch können selbst komplexe Bauteile und Maschinen ohne Vorkenntnisse oder Training montiert werden.
• 3D Wartungsunterstützungen zeigen den Service-Technikern das Innenleben der Maschine und alle Betriebsparameter in Echtzeit an. Das Resultat ist eine massiv beschleunigte Diagnose und Reparatur.
• Virtuelles Prototyping ermöglicht Designern einen schnellen, kollaborativen Design-Prozess und führt durch den Verzicht von Clay-Modellen zu erheblichen Kostenersparnissen.
• Interaktive Trainings lassen Trainer nahezu ortsunabhängig arbeiten, bieten eine Steigerung der Lerngeschwindigkeit und erhöhen die Skalierbarkeit des Trainings.
• 3D Raum-/Layoutplanungen lassen eine Echtzeit-Planung im Raum und in beliebigem Maßstab zu. Sie erleichtern die Kaufentscheidung und beschleunigen den Planungsprozess von Produktionshallen, Messeständen oder Bürogebäuden.
• Indoor und Outdoor Navigation ohne WLAN oder Bluetooth Beacons ermöglichen jedem Menschen eine intuitive Orientierung in unbekanntem Umfeld.
• 3D Mängelmanagement im Bau- und Gebäudemanagement erlaubt es Benutzern virtuelle Tickets im Raum zu platzieren und sich zu diesen navigieren zu lassen. Dadurch können Anliegen wie Baumängel schneller gefunden, abgewickelt und prozessgerecht dokumentiert werden.
• Räumliches Building Information Modelling (BIM) kann von Benutzern eingesetzt werden, um ein reales Objekt mit dessen digitalen Zwilling zu überlagern und so einen Soll-Ist-Vergleich durchzuführen. Abweichungen werden schneller erkannt, die Planung und Durchführung des Projekts deutlich erleichtert.
• 3D Produktdarstellungen präsentieren beliebige Produkte in Lebensgröße, helfen dem Kunden bei seiner Kaufentscheidung und führen so zu höherer Kundenzufriedenheit.
• OP Unterstützungen und anatomische Visualisierungen lassen Röntgenaufnahmen direkt auf den Körper der Patienten erscheinen und ermöglichen Chirurgen einen dreidimensionalen Blick in die tatsächliche Beschaffenheit des Körpers eines Patienten. Prozeduren können besser dargestellt, individueller geplant und dem Patienten näher vermittelt werden.

Stellen Sie sich vor, Sie möchten neuen Mitarbeitern dabei helfen, sich so schnell wie möglich in Ihrem Bürokomplex zurecht zu finden. Das große Areal und die unzähligen Meeting-Räume bereiten Neuankömmlingen häufig Schwierigkeiten und führen zu Verspätungen. Zufällig haben Sie kürzlich mitbekommen, dass Augmented Reality die Möglichkeit bietet eine Art Navigationssystem umzusetzen, ganz ohne Bluetooth-Beacons. Das klingt vielversprechend – Sie fassen also den Entschluss sich beraten zu lassen. Ihr Auftrag geht an die Novatec. Wir sollen Ihnen das Thema näher bringen und gemeinsam mit Ihnen eine mögliche Umsetzung konzipieren.

• In mehreren Design-Thinking-Workshops analysieren wir Hand in Hand Ihre bestehende Infrastruktur, die möglichen Anwender, erstellen erste Umsetzungskonzepte und wählen die passende Hardware aus. Nach einer fundierten Prüfung der Machbarkeit und des Mehrwerts, der sich für Sie ergibt, entscheiden Sie sich für die Entwicklung einer AR Navigations-App für Smartphones. Die Idee ist, dass Ihre Mitarbeiter mit einer Mobile-App auf Ihrem Firmengelände, drinnen wie draußen, zu bestimmten Zielen navigieren können. Um das Vorhaben effizient zu realisieren, einigen Sie sich mit Novatec auf eine agile Entwicklung nach Scrum.
• Im nächsten Schritt wird gemeinsam eine Anforderungsanalyse durchgeführt. Darin werden unter anderem die zukünftigen Nutzer definiert, die Bedienelemente festgelegt und darüber abgestimmt, wie Daten innerhalb der App bereitgestellt, verwendet und verarbeitet werden sollen. Anschließend definieren Sie gemeinsam mit dem Product Owner (PO) eine Produktvision, die als Leitfaden bei der Entwicklung dient. Steht die Produktvision, kann es mit der Entwicklungsarbeit losgehen. Das Ziel ist zunächst die Erarbeitung eines MVPs (Minimum Viable Product), welches die grundlegenden Funktionen der vorab definierten Anforderungen enthält und als Basis für umfangreiche Anwendertests dient.
• In einem iterativen Prozess, bestehend aus Planung, Umsetzung und Test, begleitet Sie der PO durch die Entwicklung und stellt den aktuellen Entwicklungsstand vor. Nach und nach entsteht die erste Version der Anwendung mit der handlungsrelevantes Feedback eingeholt werden kann – dieser Schritt ist von besonderer Wichtigkeit, denn nur dadurch kann zuverlässig sichergestellt werden, dass die gewünschte App leicht bedienbar ist, alle wichtigen Funktionen abdeckt und das gewünschte Ziel erfüllt. Am Ende dieses iterativen Prozesses ist das MVP erstellt. Es besteht aus zwei Anwendungen: einer Admin-App und einer Anwender-App.

Admin-App

Mit der Admin-App sind Sie in der Lage, Wegpunkte frei auf Ihrem gesamten Unternehmensgelände zu setzen und Ziele festzulegen. Dafür scannt die Applikation die unmittelbare Umgebung, erkennt markante Punkte und fasst diese in Punktwolken zusammen. Setzt ein Nutzer der Admin-App einen Wegpunkt, wird ein bestimmter Teil der zuvor erstellten Punktwolken als Referenz für den Wegpunkt erfasst und als sogenannter Raumanker (engl. spatial anchor) in der Cloud gespeichert. Mehrere auf dem Weg gesetzte Wegpunkte bzw. Raumanker werden wiederum in eine Lagebeziehung zueinander gesetzt und ebenfalls dort gespeichert.

Anwender-App

Auf der anderen Seite steht die Anwender-App, die dazu dient, die zuvor erstellten Wegpunkte zu erkennen und Ihre Mitarbeiter über diese zu den festgelegten Zielen zu navigieren. Dafür scannt auch die Anwender-App permanent die Umgebung und bildet eigene Punktwolken aus den Daten der markanten Punkte im Raum. Da diese nach demselben Muster erkannt werden, wie auch die Admin-App sie erkannt hat, werden die aktuell gescannten Daten einfach nur mit den in der Cloud gespeicherten Daten verglichen. Ähneln sich Datensätze, kann die App feststellen, wo und in welcher Orientierung sie sich befindet. Steht der Nutzer vor einem Wegpunkt, greift die App über einen Webservice auf die Lagebeziehungen der Raumanker zu, die zuvor in der Cloud abgespeichert wurden und leitet so den Nutzer entlang eines Graphen zum jeweils nächsten Wegpunkt. Auf diese Weise hat der Mitarbeiter die Möglichkeit eines der von Ihnen erstellten Ziele auszuwählen und sich ganz einfach per Smartphone dort hin navigieren zu lassen.

Zusammengefasst umfassen die Apps damit folgende Funktionen

Auf dieser Grundlage wird die Anwendung iterativ und agil nach Scrum weiterentwickelt. Eine testgetriebene Entwicklung sorgt für eine gezielte Verbesserung durch den Ausbau bestehender sowie der Implementierung neuer Funktionen. Der regelmäßige und enge Kontakt zu den Nutzern erlaubt es zudem hohe Qualitätsstandards zu erreichen und ohne große Umwege ein effizientes Endprodukt zu erarbeiten. All diese Schritte gehen wir, um die zuvor festgelegte Produktvision zu erreichen und eine reibungslose Entwicklungsarbeit zu ermöglichen.

Architekturübersicht AR-Navigationssystem.
Quelle: eigene Darstellung

Jedes Projekt ist so individuell wie das Unternehmen, das es durchführt. Daher beherbergt jedes Projekt auch ganz individuelle Herausforderungen die es zu meistern gilt. Wir als Novatec sprechen nicht nur von Agilität, wir leben sie. Mit einem Anteil von 100% agiler Projekte meistern wir jede Herausforderung und führen auch Ihr Projekt sicher zum Erfolg.

Als die Einführung des Computers in die Haushalte und den Alltag der Menschen gerade begonnen hatte, konnte sich noch kaum jemand ausmalen, was in jenem Moment von statten ging. Viele konnten sich noch nicht einmal vorstellen, dass ein durchschnittlicher Haushalt sonderlich viel Nutzen aus einem PC ziehen könne. Heute blicken wir zurück und lernen aus unserer eigenen Kurzsichtigkeit.

• Der PC war der erste große Schritt hin zu einem Leben, das von einem digitalen Spiegelbild unserer Realität begleitet wird. Er brachte uns eine neue Dimension unserer Welt direkt nach Hause.
• Der Siegeszug des Smartphones war der zweite große Schritt und brach mit der Ortsgebundenheit unserer Vernetzung. Heute ist ein großer Teil der Menschen in jedem Moment digital verbunden.

In welche Richtung wird sich die Technologie weiterentwickeln?

Persönlichkeiten wie Tim Cook, Satya Nadella oder Mark Zuckerberg sind der festen Überzeugung, dass der nächste Schritt die Verschmelzung der digitalen mit der realen Welt ist.

Vor allem AR soll die nächste Plattform für die Nutzung virtueller Inhalte darstellen und damit direkt dem Computer und dem Smartphone folgen.

Auch VR Systeme, die zu Jaron Laniers Zeiten noch 250.000 US-Dollar gekostet haben und völlig unhandlich waren, werden mit zunehmendem technischen Fortschritt immer mehr Einzug in unseren Alltag erhalten. Analysten sind sich einig, dass die Entwicklung dieser Technologien in den kommenden Jahren zunehmend mehr Auftrieb erhalten und ein ungeahntes Maß an Möglichkeiten freisetzen wird – wie einst unser PC.

Auch wir sprechen MR bzw. AR und VR ein gigantisches Potential zu und sind fest davon überzeugt, dass sie unser Arbeitsleben in den kommenden Jahren maßgeblich beeinflussen und bereichern werden.

Was ist mit Ihnen? Die technologische Entwicklung wartet nicht. Warten auch Sie nicht länger und gestalten Sie jetzt Ihre digitale Zukunft!