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Smart Camera hilft bei Aus- und Weiterbildungen

„Nicht für die Schule, sondern für das Leben lernen wir“ – diese Weisheit dürfte jeder schon einmal in seiner Schulzeit gehört und eventuell mit einem Augenrollen quittiert haben. Was einem vielleicht damals aufgrund des Alters noch nicht bewusst war: Mit dem Ende der Schule, der Ausbildung oder des Studiums hört das Pauken keineswegs auf. Die Herausforderungen der modernen Arbeitswelt und der Industrie 4.0 erfordern es, dass sowohl Arbeitgeber und Arbeitnehmer ein Augenmerk darauf richten müssen, dass Wissen aus- und weitergebildet als auch gehalten wird – Stichwort lebenslanges Lernen.

Die Qualität von Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen hängt nicht nur vom individuellen Lerntyp ab, sondern auch von der Art der Aus- und Weiterbildung. Während Webinare, bei denen man nur zuschaut und –hört, sich ein maximaler Lernerfolg von 50% einstellt, können gute Seminare schon 70% erreichen. Der beste Lernerfolg wird dagegen erzielt, wenn möglichst viele Sinneskanäle aktiviert werden. Dazu gehört auch die Haptik bzw. wenn der Lernende selbst etwas anwendet. Letzteres kann zu einem Lernerfolg von bis zu 90% führen.

Das ist auch die Idee hinter dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt KoBeLU, welches auf drei Jahre ausgerichtet ist. Hinter dem Projekt selbst stehen namhafte Vertreter der Industrie und der Wissenschaft wie die Audi AG, die Mahle International GmbH, die Universität München und die Universität Tübingen. KoBeLU steht für kontext-bewusste Lernumgebung, d.h., an einer Station soll eine Lerneinheit interaktiv abgearbeitet werden können, die je nach Bearbeiter individuell angepasste Informationen direkt in den Arbeitsbereich projiziert. Wird beispielsweise ein Bauteil berührt, sieht der Lernende dessen Eigenschaften und wo es angelötet werden muss. Dieser spielerische Ansatz, auch Gamification genannt, soll für zusätzliche Motivation sorgen. Die Kombination von interaktiver Projektion, Gestensteuerung, Emotions- bzw. Stresserkennung – unter Berücksichtigung des Datenschutzes – sowie Handlungsorientierung und spielerischem Ansatz soll ferner Lerninhalte tatsächlich „begreifbar“ machen.

Naheliegend, dass die Projektpartner sich bei der technischen Umsetzung in der Computerspielewelt umschauten und mit der Kinect von Microsoft einen geeigneten Kandidaten ausmachten. Die Kinect ist eine 3D-Kamera, die bei der Spielekonsole Xbox zur berührungslosen Steuerung eingesetzt wird. Die Kinect erfasst den Spieler, sodass dieser nicht nur durch ein Gamepad, sondern komplett selbst mit dem Spiel interagiert.

Die ersten Versuche mit der Kinect waren vielversprechend und haben bei vielen Szenarien funktioniert, jedoch stellt sich sehr schnell heraus, dass die 2D-Auflösung der Kinect mit 320 × 240 Pixeln beispielsweise bei Montageaufgaben einfach zu gering war. Selbst die Auflösung mit 512 x 424 Pixeln der zweiten Generation der Kinect wurde als zu gering erachtet.

So machten sich die Entwickler auf die Suche nach möglichen Lösungen. 3D-Kameras aus dem industriellen Bildverarbeitungsbereich mit höheren Auflösungen wurden getestet, aber waren im Vergleich zur API der Kinect viel zu kompliziert. Durch einen Messebesuch wurden Vertreter des Projekts auf die Smart Camera mvBlueGEMINI mit der Inspektionssoftware mvIMPACT Configuration Studio (kurz mvIMPACT-CS) von MATRIX VISION aufmerksam. Zwar handelte es sich um eine 2D-Industriekamera, aber die Wizard-gestützten Tools und die Auflösung von 1280 x 1024 Pixeln hatten das Potenzial, die bestehende 3D-Kamera mit einer zusätzlichen 2D-Kamera mit höherer Auflösung zu ergänzen. Denn um zu prüfen, ob ein Teilnehmer der Aus- und Weiterbildung ein Bauteil an die richtige Stelle gelötet hat, um bei dem Beispiel zu bleiben, ist nichts anderes als eine Inspektion und damit das Terrain der mvBlueGEMINI und mvIMPACT-CS.

Die Einbindung der mvBlueGEMINI bot mehrere Vorteile. Sie wurde entwickelt, um jedem das Erstellen von Inspektionen zu ermöglichen; ganz ohne Programmier- und Bildverarbeitungskenntnisse als Voraussetzung. Dafür wurde eine übersichtliche Anzahl von „Tools“ definiert, welche den jeweiligen Anwendungszweck beschreiben und die Sprache eines Benutzers verwenden. Wizards helfen innerhalb der Tools dann, die aktuell von der Smart Camera aufgenommene Szene automatisch auszuwerten und die dafür passenden Algorithmen und bei Bedarf auch Filter auszuwählen. Damit ist gewährleistet, dass eine größere Anzahl an Personen Lerneinheiten für die Lernumgebung erstellen oder anpassen können. Ein weiterer Vorteil der mvBlueGEMINI ist der webbasierte Ansatz. Dadurch kann auf die Smart Camera weltweit zugegriffen werden und damit auch Lernumgebungen weltweit bespielt werden. Ideal für große Firmen, die beispielsweise ihre Weiterbildungsmaßnahmen zentral steuern möchten.

Die Eingliederung der Smart Camera ist mittlerweile im vollen Gange und geht zügig voran. Auch die intuitiv bedienbare und schnell zu erlernende Software haben die Entwickler in ihrer Entscheidung bestärkt, auf die Lösung von MATRIX VISION zu setzen. Jetzt gilt es, die Lernumgebung bis zum Projektende 2019 mit der benötigten Funktionalität auszustatten und den benötigten Inhalten zu füllen. Vorrangig soll KoBeLU für die eigenen Auszubildenden von Audi und Mahle zum Einsatz kommen. Jedoch soll die Lernumgebung auch externen Firmen angeboten werden. Ein mögliches, weiteres Anwendungsgebiet außerhalb der Industrie sind Pflegeeinrichtungen. Die Idee ist es, dass die Lernumgebung als interaktiver Begleiter beim Kochen dienen soll.