Automobilmontage: Wie ein Force-Feedback-Handschuh das VR-Training effektiver macht

• SenseGlove, ein Entwickler von Handschuhen mit Kraftrückkopplung für VR-Anwendungen, stellt die Ergebnisse einer Fallstudie vor.
• Sie entstand die in Zusammenarbeit mit Volkswagen Nutzfahrzeuge, einem Hersteller von leichten Nutzfahrzeugen.
• SenseGlove Nova ist ein haptischer Force-Feedback-Handschuh, der speziell für professionelle VR-Trainingszwecke entwickelt wurde.

Volkswagen Nutzfahrzeuge implementierte und testete den Force-Feedback-Handschuh SenseGlove Nova für das VR-Training im Automobilbereich bei der Montage einer Volkswagen T6-Tür, um die Realitätsnähe der VR-Simulation zu verbessern und die teuren Fahrzeuge vor Schäden zu schützen, die während des praktischen Trainings entstehen könnten. Auszubildende am Fließband, die den haptischen Force-Feedback-Handschuh in einer VR-Umgebung anzogen, konnten die virtuellen Teile des Fahrzeugs physisch ertasten, die Details der virtuellen Tür erkunden und auf natürliche Weise mit ihnen interagieren.

Einsatz des SenseGlove Nova Video bei der Montage eines Volkswagen T6 Transporters. Quelle: SenseGlove

SenseGlove Nova zeichnet sich durch einen flexiblen Formfaktor in Kombination mit ungewöhnlichen haptischen Technologien und einem reibungslosen Hand-Tracking aus. Das ermöglicht es dem Benutzer, Formen, Texturen, Steifigkeit, Stöße und Widerstände in der virtuellen Realität präzise wahrzunehmen. Die Benutzerfreundlichkeit von Nova und die Technologie, die Berührungen ermöglicht, könnte dazu beitragen, alle Arten von VR-Trainingsprogrammen zu verbessern. Das betrifft zum Beispiel das Training im Umgang mit gefährlichen Materialien, das Ausführen komplexer Aufgaben mit mehreren Werkzeugen und Objekten sowie das Erlernen des Designs und Testens physischer Prototypen.

Gesteigerter Realismus im VR-Training

Volkswagen Nutzfahrzeuge hat bereits mit VR und Haptik experimentiert, um die Effizienz seines Vorschulungsprogramms zu verbessern und Zeit zu sparen. VR ermöglicht es den Volkswagen-Mitarbeitern, von jedem beliebigen Ort aus zu trainieren, ohne dass sie den professionellen Showroom des Unternehmens aufsuchen müssen, um Zugang zu den Fahrzeugen zu erhalten. Die Kombination von haptischen Handschuhen in Verbindung mit VR trägt dazu bei, den Realismus des VR-Trainings zu erhöhen. Sie erlaubt es den Auszubildenden zudem, sich bereits in der frühen Phase der Produktion mit den Geräten vertraut zu machen.

„Wir wollen die Vorschulung aus zwei Gründen so realistisch wie möglich gestalten. Erstens spart das Zeit. Die Mitarbeiter aus der Linie müssen nicht zu unserem Standort kommen, um zu trainieren, sondern können es in VR erleben. Zum anderen können wir so die teuren Vorserienfahrzeuge, die wir für die Qualifizierung der Mitarbeiter benötigen, hier im professionellen Showroom vorhalten“, so Friedrich Mattiszik, Leiter Produktionssystem bei Volkswagen.

Force-Feedback-Handschuh ersetzt Controller

Volkswagen Nutzfahrzeuge begann 2021 mit der Erprobung von SenseGlove Nova. Somit wollte VW das traditionelle VR-Training mit Controllern mit dem VR-Training vergleichen, das haptische Handschuhe mit Force Feedback verwendet. Das traditionelle VR-Training ermöglichte es Volkswagen, die Trainingsausrüstung vor Beschädigungen zu schützen. Es erlaubte den Auszubildenden jedoch nicht, natürlich zu interagieren. Die Notwendigkeit, die Controller ständig in der Hand zu halten, bedeutete außerdem, dass die Auszubildenden nicht in der Lage waren, Dinge zu greifen, sie wieder loszulassen oder die Details verschiedener Größen in ihren Händen zu spüren.

„Hundert Prozent der Auszubildenden, die das T6-Fahrzeugmontagetraining absolvierten, fanden die Arbeit mit dem SenseGlove Nova realistischer als mit dem Controller, weil sie einfach mehr tun konnten, z. B. Dinge anfassen. Es fühlt sich einfach realistischer an“, ergänzt Marcos Antelo Barrio, Ausbilder bei Volkswagen. Die Auszubildenden, die den SenseGlove Nova im Vergleich zu den Controllern getestet haben, schätzten ebenfalls den zusätzlichen Realismus und die natürlichen Interaktionen mit den Handschuhen: „Ich persönlich denke, dass man generell ein besseres Feedback bekommt, weil man Dinge zusammenfügt, wie zwei Stecker, und es sich einfach realer anfühlt“, so ein Volkswagen-Trainee.

„Hundert Prozent der Auszubildenden, die das T6-Fahrzeugmontagetraining absolviert haben, fanden die Arbeit mit dem SenseGlove Nova realistischer als mit dem Controller, einfach weil sie mehr tun konnten, zum Beispiel Dinge anfassen. Es fühlt sich einfach realistischer an.“

Marcos Antelo Barrio, Ausbilder bei Volkswagen.

Vibrotaktiles Feedback für unterschiedliche Montageverfahren

Das Gefühl einer realistischen physischen Interaktion wird durch die Kombination von Force-Feedback, vibrotaktilem Feedback und Motion-Capture-Funktionen des Handschuhs ermöglicht. Diese Funktionen spielen vor allem bei Montagetrainings eine wichtige Rolle: Mit den Handschuhen mit Kraftrückkopplung kann der Träger die Teile der zu montierenden Ausrüstung ertasten und auch den Unterschied zwischen ihren Größen und der Dichte der einzelnen Teile feststellen. Das vibrotaktile Feedback des SenseGlove Nova ermöglicht es den Auszubildenden, jeden Stoß zu spüren, wenn sie die Teile verbinden oder einsetzen, sowie die Vibration, wenn sie zum Beispiel mit einer Bohrmaschine arbeiten. In Kombination mit der Bewegungserfassung ermöglichen diese Funktionen den Auszubildenden eine ähnliche Interaktion wie bei einem physischen Training.

SenseGlove brachte seinen ersten Force-Feedback-Handschuh, den DK1, 2018 auf den Markt und die zweite Generation auf der CES 2021. Die Produkte der Unternehmens haben seitdem mehr als 100 Unternehmen und Institutionen gekauft und eingesetzt, darunter Volkswagen, die Europäische Weltraumorganisation, die Königliche Niederländische Armee, Airbus, Scania, Procter & Gamble, Siemens, die Universität Cambridge und Fraunhofer.

Bild oben: SenseGlove Nova ermöglicht es dem Benutzer, das Lenkrad durch haptisches Force-Feedback zu „fühlen“ und zu bewegen. Bildquelle: SenseGlove

Weitere Informationen: https://www.senseglove.com/

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