VR und Luft- und Raumfahrt

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Der größte Vorteil der VR ist, dass sie zahllose Anwendungen hat. Fast alle wichtigen Branchen der Welt haben diese Technologie auf die eine oder andere Weise eingesetzt. Die Luft- und Raumfahrt bildet hier keine Ausnahme, und es gibt eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten. Dieser Artikel gibt einen kurzen Überblick über die Geschichte und die aktuellen Anwendungen.

History of VR in Aerospace

Bei all den Nachrichten, die wir über Anwendungen der virtuellen Realität in unserem Leben hören, ist es sicher, dass die Luft- und Raumfahrtindustrie bei den meisten Menschen nicht ganz oben auf der Liste steht. Blickt man jedoch auf die Geschichte der virtuellen Realität im 20. Jahrhundert zurück, so war die Luft- und Raumfahrt ein wichtiger Bestandteil dieser Technologie.

Eine der ersten Anwendungen von Virtual Reality wurde 1929 von der Luft- und Raumfahrtindustrie entwickelt. Natürlich handelte es sich dabei um eine sehr rudimentäre Technologie, und es gab keine coolen Grafiken, die auf dem Bildschirm erschienen. Eine virtuelle Realität ist jedoch eine simulierte Umgebung, und genau das tat der “Link Trainer“. Er wurde von Edward Link entwickelt und war ein Flugsimulator. Die Ruder und die Lenksäule wurden durch Motoren gesteuert, die das Stampfen und Rollen simulierten. Außerdem simulierte er sogar die Turbulenzen während des Fluges. Hier ist ein Video, das zeigt, wie ein solcher Simulator benutzt wurde:

Thomas Furness, ein weiterer wichtiger Name im Bereich der virtuellen Realität, wird auch als der Großvater der virtuellen Realität bezeichnet. Er wurde 1982 berühmt, als er der US-Luftwaffe den Visually Coupled Airborne Systems Simulator (VCASS) lieferte. Er arbeitete fast zwei Jahrzehnte lang mit Unternehmen wie Honeywell, Hughes Aircraft, Kaiser Aerospace und McDonnell-Douglas zusammen, um dieses Projekt fertigzustellen. Dies war eine Fortsetzung der Idee des Link-Trainers. Nun konnten die Piloten nicht nur das Fliegen eines Flugzeugs trainieren, sondern auch Kampfsituationen üben, was dem Simulator eine neue Dimension verlieh.

Es dauerte nicht lange, bis sich auch die NASA für Virtual Reality interessierte. Also entwickelte sie 1990 die Virtual Interface Environment Workstation oder einfach Projekt VIEW genannt. Sie verfügte über ein kopfmontiertes stereoskopisches Anzeigesystem und einen DataGlove mit Sensoren zur Erfassung der Bewegungen des Benutzers. Mit dieser Technologie war es also möglich, mit der Umgebung zu interagieren. Man konnte auch einen DataSuit tragen, der die Interaktion des ganzen Körpers mit der Umgebung ermöglichte.

Source: https://www.nasa.gov/ames/spinoff/new_continent_of_ideas/

Eine weitere wichtige Entwicklung in den letzten Jahren des 20. Jahrhunderts war der VR Mars Rover, der 1991 von der NASA entwickelt wurde. Antonio Medina, ein MIT-Absolvent und NASA-Wissenschaftler, entwarf ein VR-System, mit dem Piloten den Mars Rover steuern konnten. Es berücksichtigte die Zeitverzögerung, mit der das Signal den Mars erreicht, und die Piloten konnten den Rover in “Echtzeit” steuern. Dieses VR-System hat einen weiten Weg zurückgelegt, und seine aktuelle Version ist in dem von der NASA veröffentlichten Video zu sehen.

VR- und AR-Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt

Mit dem jüngsten Boom bei VR und AR und der Rechenleistung unserer Computer gibt es viel mehr Möglichkeiten. Sie wird nicht mehr nur als Flugsimulator für die Ausbildung von Piloten verwendet. Mit Smartphones und Tablets ist die Technologie ziemlich tragbar geworden. Dies hat den Einsatz in Bereichen ermöglicht, in denen dies vorher nicht möglich war.

und AR in der Simulation

Die in der Luft- und Raumfahrt am häufigsten verwendete AR und VR ist die Flugsimulation. Im April 2021 genehmigte die EASA (Europäische Agentur für Flugsicherheit) ihr erstes VR-basiertes Flugsimulationsgerät. In Zusammenarbeit mit der VRM Schweiz (VRMotion Ltd.) wurde eine Software entwickelt, die Piloten von Drehflüglern hilft. Damit können die Piloten riskante Flugmanöver ohne Sicherheitsbedenken üben. Statistiken zufolge ereignen sich 20 % der Unfälle während der Ausbildung, so dass diese Software dazu beitragen wird, sie zu verringern. Darüber hinaus wurde die Eignung der VR-Methode durch ein Trainingsbewertungsprogramm gemessen, das die Eignung bestätigte.

Die NASA, die seit vielen Jahrzehnten in AR und VR investiert, setzt sie immer noch aktiv ein. Tatsächlich wird sie in der Internationalen Raumstation für mehrere Anwendungen eingesetzt. Eine dieser Anwendungen ist die Steuerung von Robotern und Raumfahrzeugen mit VR. Die Untersuchung der ESA (Europäische Weltraumorganisation) und des französischen Nationalen Zentrums für Weltraumstudien (CNES) hat diese Technologie getestet, bei der Berührungen und Bewegungen simuliert werden, was möglicherweise bei künftigen Missionen zu Monden und zum Mars hilfreich sein könnte.

und AR im Luft- und Raumfahrtdesign

Die erste Anwendung, die nicht spezifisch für die Luft- und Raumfahrtindustrie ist, ist die Konstruktion und Fertigung. Der Bau von Prototypen ist sehr kostspielig, weshalb normalerweise CAD-Software verwendet wird, um ein computergeneriertes Modell zu erstellen. Mit Augment Related sind diese Programme jedoch in der Lage, diese Objekte zu rendern und eine virtuelle Umgebung zu schaffen. Sie können diese Prototypen in der virtuellen Realität sehen und mit ihnen interagieren. Dies ermöglicht ein besseres Design und hilft auch bei der Planung der Montagelinie. Pratt and Whitney verwendet diese Technologie, die es ihren Ingenieuren ermöglicht, in das Innere des Motors zu gehen und seine Teile zu studieren.

VR und AR in der Luft- und Raumfahrtausbildung und -wartung

Auch für die Wartung von Flugzeugen kann diese Technologie eingesetzt werden. Die japanische Fluggesellschaft verwendet Microsoft HoloLens für die Schulung ihres Wartungspersonals. Dies hat dazu beigetragen, dass sie nicht mehr mit Handbüchern oder Videos arbeiten, sondern mit Augmented Reality. Die Triebwerksmechaniker, die die AR-Technologie verwenden, werden geschult, indem sie tatsächlich an dem AR-Triebwerk arbeiten, anstatt sich auf Handbücher verlassen zu müssen. Eine weitere Entwicklung in diesem Bereich stammt von Airbus. Sie haben ebenfalls eine Technologie entwickelt, die für Techniker und Mechaniker geeignet ist. Sie hilft bei der Schulung von Checklistenverfahren im Zusammenhang mit Triebwerken und IT-Systemen. Das folgende Video von Airbus gibt eine kurze Einführung in die Funktionsweise:

Darüber hinaus setzt die NASA AR auch für Wartungsarbeiten auf der Internationalen Raumstation ein. Da die Besatzungsmitglieder Wartungsarbeiten durchführen müssen, führt die Bitte um Unterstützung durch die Bodenkontrolle zu Zeitverzögerungen. Daher kann die AR-Anleitung für die Reparatur und Wartung der Ausrüstung verwendet werden. Sie läuft auf Tablets oder Headsets und schlägt mithilfe der Kamera die nächsten Schritte vor, die durchgeführt werden müssen.

VR und AR in der Flugunterhaltung

Flugreisen sind eine der wenigen Gelegenheiten, bei denen wir keine Filme oder Videos im Internet streamen können. Deshalb versuchen die Fluggesellschaften stets, die Zeit in der Luft so unterhaltsam und angenehm wie möglich zu gestalten. Viele Fluggesellschaften wie Katar haben Pilotprogramme durchgeführt, um die technische Machbarkeit und die Beliebtheit von VR an Bord zu testen. Eine breite Einführung durch die Fluggesellschaften steht jedoch noch aus.

Quellen:

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VRM Schweiz – Professionelle Lösungen für die Flugausbildung. (2021). VRM Schweiz.  https://vrm-switzerland.ch/

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Pratt & Whitney investiert in Virtual-Reality-Schulungstools zur Verbesserung der Kundenschulungstechnologien. (2017, April 25). MediaRoom.

https://newsroom.prattwhitney.com/2017-04-25-Pratt-Whitney-Investing-in-Virtual-Reality-Training-Tools-to-Enhance-Customer-Training-Technologies

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Last modified: 10. Januar 2022

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