Ismar 2014: Augmented Reality Based Mentoring

Grundfrage: Wie kann AR helfen on-the-job-learning und effektive Trainings zu unterstützen. In Princeton entwickelte ein Team von Forschern ein AR-System zum unterstützen Lernen. Der AR-Mentor besteht aus Headset, Sensor Packet, Kamera und OST (Optical See-Through). Die Anwendung war eine militärische Applikation, der Wechsel eines Waffensystems auf einem Panzer. Die Montage eines Launchers bedarf 33 Arbeitsschritte für die ein trainierter Waffentechniker etwa 45 Minute brauchte.  Hier sollte der AR-Mentor helfen, die Qualität der Einbaumaßnahmen zu verbessern und zeitgleich den Trainingsaufwand zu reduzieren.

Komplexe Montage-Prozesse erfordern spezielles Training. AR kann Prozess-Sicherheit herstellen und das Vorbildungs-Niveau senken.

Am Beispiel eines Gefechtsfahrzeugs demonstrierten Princeton-Wissenschaftler den AR-Mentor.

Und so funktioniert der AR-Mentor:

Während der Montage unterstützt der AR-Mentor mit Bildern, Animationen und Audio-Streams. Der AR-Mentor beherrscht Sprach-Erkennung, kann location-based Informationen zu Rate ziehen und das optical recognition system kann weitere Bezüge herstellen. Mit den Headtracking-Eigenschaften des AR-Mentor kann dieser nun eine kontextbasierte Analyse der Anforderungen des zu Trainierenden durchführen und diese mit einem Katalog abgleichen. So ist es dem System möglich, einen gegebenen Prozess nicht nur zu überwachen, sondern auch etwaige Prozessfehler zu erkennen und Korrekturanweisungen direkt an den Operator zu geben.

Damit so eine komplexe Applikation auch funktioniert, mussten dazu die Objekte und die Arbeitsschritte erst einmal digitalisiert werden. Dazu wurde eine Landmark-Databank der Waffensysteme erstellt (6564 landmark shots, 419 MB Gesamtgröße). Die Datenbank funktioniert wie eine Landkarte, auf der sich später das AR-System zurechtfinden kann. Der Virtual Personal Assistant wurde dann auf die nötigen Montage-Prozesse trainiert.

Die Testgruppe zur Überprüfung des AR-Mentors bestand aus 12 Anfängern, 3 erfahrenen Mechanikern ohne Spezialkenntnisse und 3 Spezialisten, die routiniert den Wechsel durchführen können. Die Ergebnisse der Vergleichsgruppe ließen sich durchaus sehen. Die Fehlerquote mit dem AR-Mentor sank um 75% im Vergleich zur Arbeit mit klassischen Montage-Handbüchern ab. Selbst die untrainierten Anfänger konnten die Aufgabe in etwas über einer Stunde erledigen. Im Schnitt ist es mit Hilfe des Mentors gelungen, einen komplexen Prozess so zu begleiten, dass zwischen einem trainierten und einem untrainierten Operator gerade mal 30% Zeitunterschied klaffen.

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