Ein Industrieroboterarm und eine Videobrille. Das ist alles, was Mario Lorenz braucht, um Operationen für Hüftprothesen durchzuführen. Virtuelle Operationen, die er für angehende Chirugen entwickelt hat, die vor ihrem ersten Eingriff erst einmal üben sollen:
"Damit können Sie dann quasi virtuell erstmal trainieren, wie sich das anfühlt wenn sie so eine virtuelle Hüftpfanne ausfräsen, wie sich das anfühlt, wenn Sie real an eine Patientin gehen."
Es ist ein Riesenfortschritt, sagt Lorenz, Mitarbeiter der Universität Chemnitz. Im Bereich Werkzeugmaschinenbau wurde der Roboterarm so entwickelt, dass sich die Knochenfräse beim Arbeiten so anfühlt, als ob tatsächlich am lebendigen Körper operiert würde. Bisher gab es für angehende Ärzte keine realitätsnahen Trainingsmöglichkeiten.
"Die Ausbildung läuft so: entweder sie testen das mal einem Körperspender oder an einem Schwein und dann final sind sie Assistenzarzt, und dann sagt der Oberarzt oder Chefarzt: jetzt probierst du mal und dann geht der hin und macht. Um da noch einen Trainingsschritt einzusetzen, mit diesem Roboter, der einen das fühlen lässt, wie eben der Widerstand ist, wollen wir die Ausbildung verbessern."
Praktische Erfahrung ohne Risiko
Auch das Schweißen kann virtuell eingeübt werden. Für Universitäten bringt das einen großen Fortschritt, weil dies bislang gar nicht möglich war, erklärt Gunter Göbel, der Fügetechnik an der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Dresden lehrt:
"Für die Schweißanwendung, hätten wir eben keinen Studenten erlauben können, real zuschweißen, aus Sicherheitsgründen und wir hätten jeden einzelnen einweisen müssen, damit er das wirklich gut lernt. Und das macht der Computer für uns, wir sparen nicht nur Zeit und auch Kosten und die für die Studenten macht's mir her, weil sie wirklich jetzt schweißen dürfen, auch am realen Objekt hinterher, wenn sie ne gewisse Qualität erreichen in VR, dann dürfen sie auch an die echte Anlage, was sie vorher gar nicht durften."
Das Schweißen steht noch nicht auf dem Lehrplan der Maschinenbauer, obwohl es für Ingenieure sehr wichtig wäre, auch eigene praktische Erfahrungen zu sammeln. Aber dies bei großen Gruppen von Studenten zu lehren, wäre viel zu gefährlich, meint Techniker Marco Steinhäuser:
"Wir haben große Rauchentwicklung, wir haben nachher heiße Bauteile und das bedeutet halt, dass wir in Einzelbetreuung jeden ranführen müssten. Dadurch, dass wir jetzt VR einsetzen, haben wir den großen Vorteil, dass wir da halt ungefährlich direkt während des Schweißens Hilfestellung geben."
VR steht für virtuelle Realität. Die Studenten tragen eine rundum geschlossene Brille, in der ein Bildschirm eingebaut ist und Kopfhörer überdecken die Ohren. In der Brille sehen sie eine Werkbank, das zu schweißende Metall und ihren Schweißbrenner. Ein Modell halten sie währenddessen auch tatsächlich in der Hand. Zusätzlich werden Pfeile eingeblendet, die Hilfe beim Schweißen geben.
"Beim klassischen Schweißen, wenn das jemand lernt, ist das halt so, dass der Schweißmeister mit ihm zusammen sich dann nachher das Ergebnis anschaut. Er hat dann schon geschweißt und nachher erst wird geguckt, wo hat er einen Fehler gemacht. Bei uns kriegt man live, während des Schweißens mit, wo sind die Fehler und der kann sie dann noch korrigieren."
Lernen durch erleben
Die virtuelle Realität lässt sich nicht nur in der beruflichen Bildung, sondern auch im Schulunterricht einsetzen. Torsten Fell ist Experte für "Immersive Learning" – also das Lernen mittels virtueller Realität. Er nennt ein Beispiel für Schulen.
"Geographieunterricht: ich erzähl was über die chinesische Mauer. Da kann ich im Buch jetzt zeigen, so sieht das aus. In der VR kann ich auch zeigen: guck mal, so sieht das jetzt aus. In der virtual reality stehe ich auf einmal auf der chinesischen Mauer und schaue nach unten und meine, dass ich 6-7 Meter nach unten schaue. Ich bin auf einmal an dieser Stelle in der Welt und kann mit dieser Welt vielleicht auch interagieren."
Und es gibt weitere Einsatzmöglichkeiten: AR – augmented reality – also erweiterte Realität bringt eine zusätzliche Ebene in die Schule. Dabei werden bewegliche Videobilder so projiziert, dass sie sich mit der Wirklichkeit vermischen, erklärt Fell:
"Geschichtsunterricht: Der WDR hat jetzt ganz toll ne AR App gebaut, zum Thema 1933 bis 45, wo ich Zeitzeugen die interviewt worden sind, mir live in meinem Klassenraum holen kann. Die sitzen dann über mein Smartphone einen Meter entfernt im Klassenraum und erzählen aus diesen Jahren, was sie da erlebt haben."
