Forschungsprojekt zu AR und DMS

Augmented Reality soll Dokumentenmanagement vereinfachen

Die Anwendungsszenarien von Augmented Reality im wirtschaftlichen Umfeld häufen sich. Doch was steht der Integration der erweiterten Realität in klassische IT-Anwendung noch im Wege? Dr. Thies Pfeiffer vom Exzellenzcluster für Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) der Universität Bielefeld geht den Potentialen von AR in Geschäftsprozessen auf den Grund – im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts mit der Bielefelder Ceyoniq Technology GmbH.

  • Im Forschungslabor des CITEC

  • Im Forschungslabor des CITEC

  • Dr. Thies Pfeiffer vom Exzellenzcluster für Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) der Universität Bielefeld

Herr Dr. Pfeiffer, welche wesentlichen Erkenntnisse haben Sie bisher aus dem Forschungsprojekt mit Ceyoniq zu Augmented Reality in DMS-Prozessen gewonnen?
Pfeiffer:
Das Projekt hat sehr viele Facetten, ein besonderer Focus liegt jedoch auf der Gestaltung der immersiven Nutzerschnittstelle, die es den Anwendern erlauben soll, mit digitalen Objekten auf ähnlich natürliche Art und Weise umzugehen, wie mit realen Objekten. Ein Teilaspekt liegt dabei auf der Abbildung der komplexen Strukturen, die in einem DMS modelliert werden können, auf im wahrsten Sinne des Wortes „begreifbaren“ Metaphern.

Welche konkreten Forschungsziele verfolgen Sie im Rahmen der Zusammenarbeit?
Pfeiffer:
Wir sind interessiert daran festzustellen, welche der in der Forschung entwickelten Technologien sich bereits heute oder in naher Zukunft für eine Verbesserung der Arbeit mit digitalen Daten einsetzen lassen. Das umfasst Techniken zur Erfassung von Interaktionen, z.B. der Manipulation von digitalen Objekten mit den Händen, zur Darstellung von virtuellen Inhalten oder, wie oben beschrieben, um eine Abbildung von digitalen Prozessen auf bekannte Metaphern und Prozesse, die dann für konkrete Aufgaben die Arbeit mit den digitalen Objekten erleichtert oder besser begreifbar macht.

In welcher Form können Nutzer virtuelle DMS-Anwendungen in den Simulationen des CITEC schon heute erleben?
Pfeiffer: Wir haben beispielsweise in einem Anwendungsfall ein komplexes Versionierungssystem über die Metapher einer Bibliothek abgebildet. Wenn man sich mit dem DMS verbindet, dann erscheint für jeden interessanten Bereich der Daten eine Regalreihe. Jedes Regal steht dabei für einen versionierten Satz an Dateien und jede Datei wird als Objekt im Regal dargestellt. Dokumente erscheinen dann z.B. als Bücher, Bilder oder als Fotorahmen. CAD-Modelle stehen einfach als 3D-Modell im Regal. Der Anwender kann sich nun virtuell durch die so entstandene Bibliothek bewegen und die Strukturen inspizieren. Das alles wird dabei in Lebensgröße dargestellt, der Nutzer kann alles betrachten und mit den Händen mit den Objekten interagieren, z.B. einzelne Dokumente aus einer bestimmten Version aus den Regalen nehmen. In einem anderen Demonstrator wird ein realer Arbeitsplatz mit einem virtuellen Arbeitsplatz gekoppelt, so dass der Mensch digitale Objekte aus der Datenbank „greifen“ und sie auf einem, den realen Arbeitsplatz überlagernden, virtuellen Arbeitsplatz platzieren kann.

Welche wesentlichen Hürden gilt es beim Technologietransfer aus dem Labor in die Praxis noch zu nehmen?
Pfeiffer: Die größte Herausforderung ist es erst einmal, sprachlich wie inhaltlich mit dem jeweiligen Partner auf einen Nenner zukommen. Wir müssen den zu modellierenden Ausschnitt aus den Arbeitsprozessen soweit verstehen, dass wir ein effektives immersives Interface dafür gestalten können. Diese Anforderung unterscheidet sich eigentlich nicht so sehr von der Erstellung eines normalen Web-Interfaces oder einer mobilen App. Der Unterschied ist vielleicht, dass die von uns eingesetzten Technologien noch neu sind für die Partner aus den Unternehmen und das am Anfang erst ein wenig Aufklärungsbedarf besteht. Bei Ceyoniq hat dies von Anfang an gut geklappt, da sind wir auf sehr offene und interessierte Mitarbeiter getroffen, die von der Idee gleich sehr begeistert waren. Ansonsten haben wir auch ganz einfache praktische Probleme, zum Beispiel dass in der Forschung primär auf freie Betriebssysteme und Entwicklungsumgebungen gesetzt wird, wie Linux, GNU C++ oder Eclipse als IDE. In Unternehmen sieht dies meist anders aus.

Welche Kompetenzen bringt Ihr Forschungspartner Ceyoniq in das Projekt ein?
Pfeiffer: Zum einen natürlich das Wissen über die verschiedenen Anwendungsfelder, in denen ein DMS eingesetzt wird, und über die unterschiedlichen Datenbeziehungen, die in der Praxis modelliert werden. Zum anderen bringt Ceyoniq ein reichhaltiges Wissen über die Anwender selbst mit ein, das wichtig ist, um die Nutzerschnittstellen dann auf den jeweiligen Bedarf maßschneidern zu können.

In welchen Lebensbereichen oder Wirtschaftszweigen sehen Sie die größten Potenziale für AR-Anwendungen?
Pfeiffer: Es gibt meines Erachtens mehrere Stufen von AR-Anwendungen. Allen gemeinsam ist, dass digitale Informationen mit Objekten der realen Welt verknüpft werden. Im einfachsten Fall kann dies die Übersetzung eines ausländischen Verkehrsschildes oder die Anzeige der Gesundheitsverträglichkeit eines betrachteten Produktes sein. An diesen Beispielen kann man schon sehen, dass diese einfache Art der objektbezogenen Informationsdarstellung eigentlich in vielen Lebenslagen interessant sein kann. Komplexere AR-Anwendungen erweitern die Realität um neue Objekte, wie z.B. die virtuellen Regalreihen, die man sich mittels einer AR-Anwendung auch direkt auf dem eigenen Schreibtisch anzeigen lassen kann. Da sind der Phantasie eigentlich keine Grenzen gesetzt. Alleine die Technik, die für diese komplexeren Anwendungen benötigt wird, ist heute noch nicht für den ultra-mobilen Einsatz geeignet.

Wie viel "Erweitere Realität" kann der physische Arbeitsplatz aus Ihrer Sicht vertragen, ohne die Mitarbeiter zu überfordern?
Pfeiffer: Tatsächlich ist es ja gerade anders herum: Richtig eingesetzt werden durch Techniken der Erweiterten Realität die Arbeitsprozesse transparenter und leichter zu verstehen, da komplizierte Sachverhalte auf Bekanntes zurückgeführt und Verknüpfungen offensichtlich gemacht werden. Erhält man z.B. einen Brief, so kann mittels AR-Techniken der Brief erkannt und direkt mit den hinterlegten Daten im DMS verknüpft werden. In einer Beispielanwendung werden dann direkt um den Brief herum Schalt-flächen angezeigt, mit denen man z.B. den Eingang des Briefes bestätigen kann. Sie drücken dann quasi auf einen virtuellen Bestätigungsschalter, der direkt auf dem Brief angezeigt wird. Sie müssen dann keinen Rechner einschalten, keine Eingabemaske öffnen, keine umständliche Bearbeitungsnummer eingeben und dann in der Maske nach dem Feld zur Bestätigung suchen. Tatsächlich sind es die heutigen Nutzerschnittstellen, die uns fortlaufend überfordern, weil es eben zwischen den realen Objekten und den digitalen die natürliche Barriere des Bildschirms gibt.

Wie lange wird es noch dauern, bis AR-Technologien im Berufsalltag eine flächendeckende Akzeptanz erreichen werden?
Pfeiffer: Die fortschreitende Entwicklung im Bereich der Smartphones hat glücklicherweise dazu geführt, dass die notwendige Rechenkapazität mittlerweile mobil verfügbar ist. Auch die Display-Technologien erreichen mittlerweile die notwendigen Auflösungen. Für viele ist der Umgang mit dem Smartphone selbstverständlich geworden. Die notwendigen Techniken der Erweiterten Realität setzen dort nicht mehr viel drauf, so dass ich in zwei bis drei Jahren mit einer größeren Verfügbarkeit im Arbeitsumfeld rechne. In bestimmten Bereichen, wie z.B. der Logistik oder dem Automobilbau bzw. dem Service, gibt es heute schon Betriebe, die AR-Techniken gewinnbringend einsetzen. Globale Player wie Microsoft haben bereits entsprechende AR-Plattformen wie die Microsoft HoloLens angekündigt und verteilen ab Anfang nächsten Jahres entsprechende Entwicklerversionen.

Über CITEC:
Technische Systeme intuitiv bedienbar machen: Das ist die Aufgabe des Exzellenzclusters Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) der Universität Bielefeld. Die fächerübergreifende Forschung am CITEC wird in vier Bereiche gebündelt: Bewegungsintelligenz, Systeme mit Aufmerksamkeit, Situierte Kommunikation sowie Gedächtnis und Lernen. Die rund 250 Mitglieder kommen aus 31 Forschungsgruppen und fünf Fakultäten der Universität Bielefeld: Biologie, Linguistik und Literaturwissenschaft, Mathematik, Psychologie und Sportwissenschaft sowie aus der Technischen Fakultät. CITEC ist Teil der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder.

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