Use Cases of Augmented Reality in Education and Training

Viele von uns wissen, wie Augmented Reality (AR) funktioniert, dank mobiler Spiele wie Pokémon Go und Social Media Apps wie Snapchat. Aber die Magie von AR hört damit nicht auf. Augmented Reality wird auch in anderen Bereichen erfolgreich eingesetzt, z. B. im Bildungswesen.

In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf Anwendungsfälle von Augmented Reality in der Bildung und im Kompetenztraining und finden heraus, welche Vorteile AR für die Lernerfahrung mit sich bringt.

VR- und AR-Technologie hat eine fast unbegrenzte Anzahl von praktischen Anwendungen. In der Vergangenheit haben wir sie zu Unterhaltungszwecken eingesetzt, aber mit der Verbesserung der Technologie haben wir einen stetigen Anstieg bei der Entwicklung von AR zur Nachahmung realer Umgebungen und Simulationen erlebt.
David Reddick, Chief Product Officer bei VR Vision

Branchen, die Augmented Reality für Bildung und Ausbildung nutzen

Heute erforschen verschiedene Branchen AR-Lösungen für schnelleres und effektiveres Lernen. Werfen wir einen Blick auf die Anwendungsfälle von Augmented Reality in der Bildung in den folgenden Bereichen.

Augmented Reality für die Ausbildung im Klassenzimmer

Die Verwendung von Augmented Reality im Klassenzimmer kann eine gewöhnliche Unterrichtsstunde in eine fesselnde Erfahrung verwandeln. Die AR-Technologie bietet virtuelle Beispiele und fügt Spielelemente zur Unterstützung des Lehrbuchmaterials hinzu. Dadurch wird der Unterricht interaktiver. AR hilft den Schülern, sich besser an die Informationen zu erinnern, die sie gerade gelernt haben. Sehen wir uns einige Beispiele für Augmented Reality im Unterricht an.

Paläontologie. Dinosaur 4D+ ist eine AR-App und ein Set von Lernkarten. Benutzer können die Karteikarten scannen, um 3D-Dinosaurier zu sehen. Mit Dinosaur 4D+ können die Schülerinnen und Schüler die Dinosaurier in Aktion sehen, sie drehen und heranzoomen. Die App bietet auch einige Informationen über jeden Dinosaurier.

Die Dinosaur 4D+ App

Chemie. Elements 4D nutzt AR, um Chemie unterhaltsamer und ansprechender zu machen. Zunächst müssen die Nutzer Papierwürfel aus speziellen Elementblöcken herstellen. Dann müssen sie die Würfel nur noch vor die Kamera ihres Geräts halten, um Darstellungen der chemischen Elemente, ihre Namen und ihr Atomgewicht zu sehen. Um Elemente zu erforschen, können die Schüler zwei Würfel zusammenbringen, um herauszufinden, ob Elemente reagieren, und um die chemische Reaktion zu sehen.

Die App Elements 4D

Geschichte und Wissenschaft. Google Expeditions bietet sowohl VR- als auch AR-Touren an, mit denen Lehrkräfte Augmented Reality im Unterricht einsetzen können. Mit der AR-Technologie und mobilen Geräten können die Benutzer 3D-Objekte ins Klassenzimmer bringen, um sie dann zu erforschen. Dabei kann es sich um Tornados, Vulkane oder sogar DNA handeln. Google Expeditions deckt verschiedene Themen ab und bietet mehr als 100 AR-Expeditionen durch das Kreislaufsystem, die Technikgeschichte und die Mondlandung.

Augmented Reality für die medizinische Aus- und Weiterbildung

Medizinstudenten können sowohl ihr Wissen als auch ihre Fähigkeiten verbessern, indem sie die Vorteile der virtuellen und erweiterten Realität nutzen. Zu den Anwendungsfällen der AR-Technologie gehören:

  • Erstellung von Modellen des menschlichen Körpers, mit denen Medizinstudenten die Anatomie gründlich erlernen können;
  • Mehr Ausbildungsmöglichkeiten für Medizinstudenten mit Hilfe von Simulationen;
  • Üben von Operationen an virtuellen Patienten.

Human Anatomy Atlas ist eine App, mit der Studenten den menschlichen Körper erkunden können, um zu verstehen, wie er funktioniert. Die App zeigt 3D-Modelle des Körpers und ermöglicht es den Schülern, diese zu drehen und mit ihnen zu interagieren. Human Anatomy Atlas bietet mehr als 10.000 anatomische Modelle und einige Informationen in sieben Sprachen. Die App verfügt auch über eine Testbank, mit der die Schüler ihr Wissen überprüfen und verbessern können.

Die Human Anatomy Atlas App

Touch Surgery ist eine Gesundheits-App, die sich auf chirurgische Simulationen spezialisiert hat. Touch Surgery hat sich mit DAQRI, einem AR-Unternehmen, zusammengetan, um eine AR-Plattform auf den Markt zu bringen, mit der die Nutzer Operationen an virtuellen Patienten üben können.

Chirurgen müssen nicht mehr auf veraltete Bücher oder medizinische Fachzeitschriften zurückgreifen – sie können den Ablauf eines chirurgischen Eingriffs in einem fast realen Szenario erlernen und erhalten dann Feedback.
Brian Mullins, Gründer und CEO von DAQRI

Heutzutage werden bei vielen innovativen Projekten, die für die medizinische Aus- und Weiterbildung entwickelt wurden, Microsoft HoloLens, eine Mixed-Reality-Brille (MR), verwendet. Ein Beispiel ist die HoloAnatomy-App, die von der Case Western Reserve University und der Cleveland Clinic entwickelt wurde. Diese App, die Medizinstudenten beim Erlernen der Anatomie hilft, hat bereits mehrere Preise gewonnen.

Ein weiteres Projekt, das HoloLens für die medizinische Ausbildung nutzt, ist Dynamic Anatomy von der Universität Leiden und dem Leiden University Medical Center. Dieses Projekt hilft Studenten, die menschliche Anatomie anhand ihres eigenen Körpers zu erlernen, da medizinische Hologramme ihre Bewegungen spiegeln.

Augmented Reality in der Raumfahrtindustrie

Die Raumfahrtindustrie war schon immer eine der ersten, die fortschrittliche Technologien eingesetzt hat. Kein Wunder, dass sich diese Branche mit Augmented Reality beschäftigt. Technologien wie AR und MR können Astronauten bei Aufgaben wie der Wartung einer Raumstation helfen. Mithilfe von Brillen können die Arbeiter visuelle Arbeitsanweisungen erhalten, ohne auf Handbücher zurückgreifen zu müssen. Die NASA hat bereits das Projekt Sidekick getestet, bei dem HoloLens eingesetzt wird, um Besatzungsmitgliedern bei der Durchführung komplexer Aufgaben virtuelle Illustrationen und Anweisungen zu geben. Laut NASA hat diese Fähigkeit das Potenzial, „den Schulungsbedarf der Besatzung zu verringern“

Lockheed Martin-Ingenieure verwenden AR-Headsets, um die NASA-Raumkapsel schneller zusammenzubauen. Mithilfe der Brillen müssen die Ingenieure nicht stundenlang Papieranweisungen lesen. Sie können virtuelle Modelle von Teilen sehen, die über reale montierte Teile gelegt werden. Die Arbeiter können auch Informationen und Anweisungen zur Durchführung bestimmter Prozesse sehen. So brauchen die Ingenieure weniger Zeit, um neue Aufgaben zu verstehen und sich darauf vorzubereiten.

Die Raumfahrtindustrie erforscht die erweiterte Realität.

Die Technologie der erweiterten Realität kann auch realistische Umgebungen schaffen. Das hilft bei der Vorbereitung von Wissenschaftlern und Astronauten. So nutzt die NASA bereits AR, um Wissenschaftler auf die Erforschung des Mars vorzubereiten. Die Technologie kann die Marslandschaft anhand von Fotos rekonstruieren, die auf der Oberfläche des Planeten aufgenommen wurden. So können Wissenschaftler mit der HoloLens virtuell auf der Oberfläche herumlaufen, als wäre der Mars in ihrem Büro.

Augmented Reality für die militärische Ausbildung

Auch wenn die Ausbildung im militärischen Bereich eine wichtige Rolle spielt, ist es nicht immer möglich, die Soldaten zum Training an einen bestimmten Ort zu bringen. Die Augmented-Reality-Technologie wird eingesetzt, um eine Umgebung zu schaffen, die für die Ausbildung von Soldaten erforderlich ist, so dass diese häufiger trainieren können. Sie hilft auch, Reisekosten zu sparen und den Bedarf an Spezialausrüstung zu verringern, da Augmented Reality virtuelle Objekte hinzufügen kann. Obwohl AR die herkömmliche militärische Ausbildung nicht vollständig ersetzen kann, gibt es bereits Systeme, die Reisen an entlegene Orte überflüssig machen und den Soldaten helfen, zu trainieren, ohne sie in Gefahr zu bringen.

Die US-Marines haben vor einigen Jahren den Augmented Immersive Team Trainer (AITT) getestet. Augmented Reality bietet eine Umgebung, in der Soldaten effektiv trainieren können, indem virtuelle Effekte und Objekte wie Fahrzeuge und Feinde in die physische Welt eingefügt werden. AITT trägt dazu bei, diese Art von Training zugänglicher zu machen und die Kosten zu senken.

Das Synthetic Training Environment (STE) wurde ebenfalls entwickelt, um eine realistische militärische Erfahrung für Soldaten zu simulieren und ihnen zu ermöglichen, ihre Fähigkeiten mit Hilfe von VR und AR zu verbessern. Einer der größten Vorteile dieser Lösung ist, dass sie risikofrei ist. STE befindet sich derzeit in der Entwicklung und soll bis zum Fiskaljahr 2020 einsatzbereit sein.

Augmented Reality für die Ausbildung in der Fertigung

Wie eine Studie von Deloitte und The Manufacturing Institute aus dem Jahr 2018 zeigt, könnten zwischen 2018 und 2028 etwa 2,4 Millionen Stellen aufgrund der Qualifikationslücke in der Fertigung unbesetzt bleiben. Eine der möglichen Lösungen ist die Entwicklung von Schulungen, die die Mitarbeiter einbinden. Mit AR können Auszubildende so schnell wie möglich üben, ohne zu viel Zeit mit der Theorie zu verbringen. AR-Headsets können Schritt-für-Schritt-Anweisungen liefern, während ein Auszubildender übt.

AGCO war einer der ersten großen Hersteller, der Technologien wie Smartglasses und AR einsetzte. Durch den Einsatz von Glass, einem Freisprechgerät für Arbeiter, ist es dem Unternehmen gelungen, die für Inspektion, Produktion und Schulung benötigte Zeit zu reduzieren. Neu eingestellte Mitarbeiter nutzen Glass als Teil ihrer Erstausbildung, um Schritt-für-Schritt-Anweisungen zu erhalten. Über Sprachbefehle kann Glass Schulungsbilder und -videos bereitstellen. Das Gerät kann auch die Zusammenarbeit verbessern, indem es die Mitarbeiter sehen lässt, was ihre Kollegen, die die Brille tragen, sehen.

Wir haben festgestellt, dass Schulungen mit Smartglasses ein Volltreffer sind. Neue Produkteinführungen, Schulungen für mehrere Arbeitsschritte und Schulungen für neue Mitarbeiter lassen sich leicht durchführen und auf ihren Erfolg hin überprüfen.
Peggy Gulick, AGCOs Director of Business Process Improvement

Ein weiteres Unternehmen, das AR-Technologie für Schulungen einsetzt, ist Siemens. Das Unternehmen nutzt AR, um Auszubildenden das Schweißen beizubringen. Während die Auszubildenden simulierte Schweißübungen machen, können die Ausbilder diese auf dem Bildschirm kontrollieren. Wie die Auszubildenden sagen, können sie mit dieser Lösung das Schweißen schneller und häufiger üben.

Vorteile des Einsatzes von Augmented Reality in der Aus- und Weiterbildung

Hier sind die Vorteile, die Augmented Reality sowohl für die Aus- als auch für die Weiterbildung von Mitarbeitern bietet.

Engagierende Lernerfahrung

Ein berühmtes chinesisches Sprichwort besagt: „Sag es mir und ich vergesse. Zeige es mir und ich erinnere mich. Beziehe mich ein und ich verstehe.“ Üben durch Tun gilt als eine der effektivsten Lernmethoden, da die Informationen vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis gelangen. Augmented Reality kann dazu beitragen, den Unterricht interaktiver zu gestalten und den Lernenden zu ermöglichen, sich mehr auf die Praxis als auf die Theorie zu konzentrieren. Da AR der realen Welt virtuelle Objekte hinzufügt, können die Schüler ihre Fähigkeiten mit physischen Geräten trainieren. Anstatt also nur Bücher zu lesen oder Vorlesungen zu hören, können Studierende und Auszubildende mit Hilfe von Headsets und Brillen direkt mit dem Üben beginnen. Dies erhöht das Engagement und verbessert die Lernerfahrung.

Erschwingliches Lernen

Bildungsmaterialien können recht teuer sein, und nicht alle Schulen und Bildungszentren können es sich leisten, sie zu kaufen und zu unterhalten. Gleichzeitig benötigen die Schülerinnen und Schüler für die Nutzung von AR zum Lernen nur mobile Geräte und AR-Apps. In Anbetracht der weiten Verbreitung von Mobilgeräten wird Augmented Reality im Bildungsbereich sogar noch zugänglicher. AR kann auch dazu beitragen, Kosten für die Schulung des Personals zu sparen, da diese mit Hilfe von AR-Headsets und -Anwendungen anstelle von herkömmlichen Seminaren und Klassen erfolgreich durchgeführt werden kann.

Ein breites Spektrum von Bereichen

Die Verwendung von erweiterter Realität ist nicht auf ein bestimmtes Fach, eine bestimmte Altersgruppe oder ein bestimmtes Bildungsniveau beschränkt. AR kann sowohl in der Vorschul- als auch in der Hochschulbildung und sogar in der Unternehmensschulung eingesetzt werden. Diese Technologie wird bereits in verschiedenen Bereichen eingesetzt, von der Fertigung über die Raumfahrt bis hin zur Medizin und Chemie.

Sicherheitstraining

Augmented Reality kann potenziell gefährliche Situationen wie Motorausfälle simulieren, so dass Arbeitnehmer ihr Verhalten in solchen Situationen sicher üben können. Auszubildende können die Reparatur von Hochspannungsgeräten oder die Erkennung und Handhabung potenzieller Notfälle üben. Das bedeutet, dass sich Schüler und Auszubildende mit AR auf kritische Situationen vorbereiten können, ohne sich selbst oder andere zu gefährden, indem sie diese Situationen simulieren.

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