Augmented und Virtual Reality in der Lehre

27. Treffen des Netzwerks E-Learning ITB, smart.lab, 29.10.2019

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Inhaltsübersicht

TeachAR - Lehren und Lernen in der erweiterten Realität Dörte Sonntag* und Prof. Oliver Bodensiek, TU Braunschweig

Apokalypse Münsterland Dominik Kissmann*, Antje Kerkmann*, David Akopyan, Prof. Ulrich Blum*, Rieke Köhler, Kathrin Strotmann, MSA

Die digitale Baustelle im BIM - Labor des FB Bauingenieurwesens Prof. Henriette Strotmann, Leonie Temme* und Yannik Bäcker*, BAU

Eine Stadt wird zukunftsfähig - Ein Virtual Reality Konzept Anna Amadi*, Julian Schütz, Prof. Tina Glückselig*, Dipl.-Des. Stefan Denecke, MSD

ARC - Augmented Reality ChemistryDr. Sebastian Habig*, Universität Duisburg Essen

Visualisierung von Wasser- und Niederschlagsabfluss in der Augmented-Reality SandboxProf. Helmut Grüning*, Niklas Olbertz, Thorsten Schmitz, EGU

HÖPF - HÖrverstehensübung für Pflegerisches FachenglischSascha Quitter*, Prof. Rüdiger Ostermann, Dr. Andreas Hövener, MSH

Technologieevaluation von ARProf. Tobias Rieke* , André Sardoux Klasen*, ITB

Die mit * gekennzeichneten Personen sind beim Netzwerkstreffen vor Ort und werden ihr Projekt vorstellen.

Das Netzwerktreffen findet im smart.lab in den Räumen des ITB der FH Münster, Bismarckstraße 11, 48565 Steinfurt, statt.

Bei weiteren Fragen melden Sie sich gerne per Mail oder telefo-nisch bei Jonas Lilienthal unter xx oder Bruno Burke unter xxx.

inno.lab, 2. Stock, Begrüßung und Abschlussdiskussion:

lean.lab, 1.Stock, Messestände L1-L4:

digi.lab, Erdgeschoss, Messestände D1-D4:

TeachAR - Lehren und Lernen in der erweiterten Realität (L1)Mitwirkende: Dörte Sonntag, Prof. Oliver BodensiekFachbereich: Institut für Fachdidaktik der Naturwissen- schaften, Abteilung Physik und PhysikdidaktikZiel/Zielgruppe: Studierende der Physik, Physikdidaktik und Ingenieurwissenschaften Förderung: Innovations- und Transferprojekte der TU Braunschweig, teach4TU - BMBFStatus: Produkt

Im Projekt TeachAR wurden mit Augmented Reality (AR) erweiterte Experi-mentierumgebungen mit dem Ziel entwickelt, unterschiedliche Lernräume der Physik stärker miteinander zu verbinden.

AR kann potentiell Modell- und Systemverhalten in einer hybriden Lernum-gebung integrieren, Lern- und Transferprozesse unterstützen und damit zu einem verbesserten konzeptuellen Verständnis und einer erhöhten Problem-lösekompetenz beitragen.

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Apokalypse Münsterland(L3)

Mitwirkende: Antje Kerkmann, Dominik Kissmann, David Akopyan, Prof. Ulrich Blum, Rieke Köhler, Kathrin Strotmann, Entwurfskurs „Museum der Zukunft“Fachbereich: MSA Ziel/Zielgruppe: virtuelle Realität als digitale Vermittlungsmethode im MuseumFörderung: Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen, LWL-Kulturstiftung, Commerzbank-Stiftung, Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft

„Apokalypse Münsterland“ ist ein Kooperationsprojekt von Museen und Ausstellungshäusern, die digitale Vermittlungsmethoden und besucher-orientierte Ansätze ausprobieren, um sich zukunftsfähig aufzustellen. Als konkretes Ergebnis entsteht eine digitale und mobilisierte Ausstellung.

Zunächst werden 28 von den Besuchern gewählte Exponate mit 3D Scan-verfahren digitalisiert. Anschließend entstehen mit der Unreal Engine er-lebbare Welten, die den historischen Kontext ergänzend zeigen oder das Kulturgut wieder zum Leben erwecken. Der Besucher kann im TourCon-tainer seinen individuellen Rundgang durch das Münsterland mit einem Chip wählen und diese durch eine Virtual Reality Brille erleben.

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Die digitale Baustelle im BIM-Labor des FB Bauingenieurwesens(D3)Mitwirkende: Prof. Henriette Strotmann, Leonie Temme, Yannick BäckerFachbereich: BAU Ziel/Zielgruppe: Studierende Förderung: Deutsche ForschungsgemeinschaftStatus: Errichtung eines Labors für digitales Planen und Bauen

Errichtung eines BIM-Labors mit Fördergeldern der DFG zur Erforschung der Nutzungs-möglichkeiten der neuen digitalen Arbeitsmethode Building Informa-tion Modeling (BIM) im Bauwesen.

Im BIM-Labor stehen den Studierenden 5 Hochleistungsrechner, 2 Virtual Reali-ty-Ausrüstungen (HTC Vive), 2 Augmented Reality-Ausrüstungen (Microsoft Ho-lolens), 1 Laserscanner, 1 3D-Drucker und 1 Multitouchscreen zur Verfügung. Auf den Rechnern befindet sich sämtlich Software, die für das digitale Planen und Bauen sowie zur Programmierung von VR und AR notwendig ist.

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Eine Stadt wird zukunftsfähig - Ein Virtual Reality Konzept(L4)Mitwirkende: Julian Schütz, Anna Amadi, Betreuung durch Prof. Tina Glückselig und Dipl.-Des. Stefan Denecke Fachbereich: MSDZiel/Zielgruppe: Bei Interessierten aller Altersgruppen ab 12 wird ein Bewusstsein geschaffen für die Umweltprobleme Luft- verschmutzung und Vermüllung Förderung: keine Status: Konzept, Konzeptentwürfe

Im Zuge unseres Bachelor Projekts haben wir uns mit Luftverschmutzung und Vermüllung in Städten auseinandergesetzt. In unserer Stadtsimulation wird man mit diesen Problemen konfrontiert und über Hintergründe und mögliche Lösungen aufgeklärt. Dieses Prinzip soll das Bewusstsein der Nutzer für diese Probleme im realen Alltag schärfen.

Die Konzeptentwicklung fand im Browser Tool MIRO statt. 3D Assets haben wir am PC in Cinema4D gebaut und daraus Animationen und Panoramen aus-gerendert. Letztere kann man sich als stereoskopische 360° Bilder in der Oculus Go ansehen.

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ARC - Augmented Reality Chemistry (D4)Mitwirkende: Dr. Sebastian Habig, Sebastian Keller, Alper Öztürk, Prof. Dr. Stefan RumannFachbereich: Chemiedidaktik / Chemie Ziel/Zielgruppe: Chemie- und MINT-Studierende, Schülerinnen und Schüler Förderung: keine Status: Prototyp

Die App ARC – Augmented Reality Chemistry soll Studierenden als Un-terstützung beim Chemielernen dienen, indem klassische, zweidimensio-nale Informationsrepräsentation um dreidimensionale Visualisierungen ergänzt wird.

Lernende können mit Hilfe eines mobilen Endgeräts ausgewählte Abbil-dung „scannen“, woraufhin ein entsprechendes (animiertes) 3D Modell direkt über dieser Abbildung visualisiert wird. Darüber hinaus können Lernende mit diesen Visualisierungen interagieren, indem sie typische Gesten zur Rotation oder Vergrößerung/Verkleinerung nutzen. Die App wurde mit Hilfe der Software Unity 3D und der Vuforia Engine entwickelt und steht voraussichtlich im Frühjahr 2020 für Apple und An-droid Geräte zum Download bereit.

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Visualisierung von Wasser- und Niederschlagsabfluss in der Aug-mented-Reality Sandbox(D1)Mitwirkende: Prof. Helmut Grüning, Niklas Olbertz, Thorsten SchmitzFachbereich: EGUZiel/Zielgruppe: Studierende Förderung: QualitätsverbesserungsmittelStatus: Produkt

Prozesse die zu Starkregen und Überflutungen führen, sind Bestandteil der Lehre des Studienhangs Umwelttechnik. Ziel ist es, Niederschlag- und Abflussprozesse zu verstehen, die Funktion von Entwässerungssystemen nachzuvollziehen und das Potenzial städtebaulicher Entwicklungen zu er-kennen.

Das Exponat besteht aus einer mit Sand gefüllten Box aus Arcrylglas. Eine 3D-Tiefenkamera scannt die Oberfläche und überträgt die Daten an einen PC mit leistungsstarker Grafikkarte. Über einen Beamer wird das Höhemo-dell in Echtzeit auf den Sand projiziert. Eine Visualisierungs-Software wan-delt die topografischen Informationen farblich um. Die zugehörige freie Software wurde an der Universität von California in Davis (USA) entwickelt.

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HÖPF - HÖrverstehensübung für Pflegerisches Fachenglisch(L2)Mitwirkende: Prof. Rüdiger Ostermann, Dr. Andreas Hövener, Sascha Quitter B.A. Fachbereich: MSH Ziel/Zielgruppe: Studiengang Pflege (berufsbegleitende und duale Variante)Förderung: Wandelfonds 2.0

Das Projekt versucht Studierende bei ihrem Kompetenzausbau im globalen, detaillierten und selektiven Hörverstehensbereich fachbezogen durch diese Hörverstehensübungen individuell zu unterstützen.

Dazu wurden Beispiele entwickelt, deren Inhalte von mehreren native spea-kern mit verschiedenen englischen Dialekten aus internationalen Kulturräu-men wiedergegeben werden.

Für das Training des Hörverstehens wurde zusätzlich eine progressive Web App entwickelt, die den Studierenden durch die Verwendung ihres mobilen Endgerätes einen ortsunabhängigen und leichten Zugriff auf dieses audio-vi-suelle Material ermöglicht.

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Technologieevaluation von AR(D2)Mitwirkende: Prof. Tobias Rieke, André Sardoux KlasenFachbereich: MCI - ITBZiel/Zielgruppe: Studierende und Unternehmen Förderung: Projekt Agiles CurriculumStatus: Prototyp

Wartungsdienstleistungen werden in regelmäßigen Abständen und nach Anlass durchgeführt. Häufig werden sie zu selten ausgeübt oder die Anzahl der unter-schiedlichen Anlagen ist zu groß, sodass die Tätigkeit unterstützt werden muss. Hierzu ist konkretes Verfahrenswissen erforderlich, welches nicht immer präsent gehalten werden kann.

Die App zeigt am Beispiel eines Druckers durch eine Schritt-für-Schritt-Anleitung das Potenzial von AR im Bereich Wartung auf. Der Prototyp dient zur Technik-vorstellung von AR-Anwendungen und Geräten der Lehre. Er ist Ausgangspunkt für die Frage nach Technologieevaluation und AR-Gestaltung. Die verwendete Hard- und Software sind ein Android Tablet und die Microsoft Hololens sowie in der Entwicklung Unity mit Vuforia Plugin.

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Digital Twin Mitwirkende: Prof. Johannes Schwanitz, Andre Sardoux Klasen, Hendrik Plogmaker, María Teresa Vargas Fachbereich: MCI - ITBZiel/Zielgruppe: Studierende und UnternehmenFörderung: -Status: Prototyp und Lehrobjekt

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Im Digitale Zwilling des digi.lab wird der bidirektionale Austausch zwi-schen virtueller Prozesssimulation und realen Produktionsprozessen am Beispiel einer Fischertechnik Fabrik realisiert.

Die Fabrik wird über eine „Raspberry Pi“ SPS gesteuert. Die bei Betrieb der Fabrik erzeugten Daten, werden in einer Datenbank gespeichert und mittels ODBC Schnittstelle an den Digital Twin übertragen. Dabei wer-den neben der Weiterentwicklung der Fabrik und der Annäherung des Zwillings an das reale Objekt, die Analysemöglichkeiten betrachtet, die aus den generierten Daten hervorgehen.