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Virtual Reality und Human Factors Research

So viel mehr als nur ein Fahrsimulator

von Philipp Maruhn & Lorenz Prasch
In der Human Factors-Forschung wird der Begriff Virtual Reality (VR) meist einfach mit Simulatoren gleichgesetzt, etwa Flug- oder Fahrsimulatoren. Ein genauerer Blick zeigt jedoch, dass man sich von dieser einfachen Vorstellung verabschieden sollte. Neue Technologien eröffnen viele neue Möglichkeiten, die die Erforschung der Mensch-Maschine-Interaktion ermöglichen und vereinfachen.
a man in a driving simulator wearing vr goggles

Das Metaversum ist in aller Munde und Themen wie Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) nehmen an Fahrt auf — mal wieder (mal wieder? riskier einen Blick in Eine kurze Geschichte von Virtual Reality). Dies scheint der perfekte Zeitpunkt, um die Rolle virtueller Umgebungen in der Human Factors-Forschung und deren zukünftiges Potenzial zu diskutieren.

Wenn von Potenzial die Rede ist, gibt es normalerweise eine Grafik, die ein exponentielles Wachstum zeigt. Diesem Wunsch kommen wir natürlich gerne nach. Wir haben uns die Veröffentlichungen mit den Stichworten AR oder VR in wissenschaftlichen Zeitschriften mit dem Schwerpunkt Human Factors angesehen. Man kann schnell feststellen, dass die Anwendung virtueller Darstellungstechnologien eine lange Tradition hat. Und warum ist das so? Weil sie so verdammt praktisch sind. Sie ermöglichen nutzerzentriertes Testen und Entwickeln bereits in den frühesten Stadien des Designprozesses und verringern so die Kosten für das Testen verschiedener Alternativen. Dies führt letztlich zu schnelleren Iterationen und damit zu nutzerzentrierteren Ergebnissen (was, da sind wir uns alle einig, immer großartig ist).

a line chart of publications in human factors journals with keywords VR or AR
Anzahl der Veröffentlichungen mit den Stichworten VR oder AR in wissenschaftlichen Zeitschriften mit Human Factors Fokus

Aus den Daten lässt sich aber noch eine zweite Beobachtung ableiten: Seit 2013, mit dem Aufkommen einer neuen Generation von VR Brillen, gab es eine regelrechte Flut neuer Veröffentlichungen. Einige davon haben die Technologie selbst zum Gegenstand ihrer Forschung, andere nutzen sie nur, um aussagekräftigere Ergebnisse zu erzielen. Beide sind einen Blick wert.

Vor allem die Verwendung einer Art von Simulator, in dem man seinen eigenen Körper sehen kann (d. h. Augmented Virtuality (AV), hier unsere Erklärung von AR, AV, VR usw. ), hat eine lange Tradition in der Human Factors Forschung. Drei Beispiele sind Fahr-, Flug- und Fußgängersimulatoren:

Diese Simulatoren bieten zwar sehr realitätsgetreue und immersive Erfahrungen für Forschung und Ausbildung, sind aber auch sehr intensiv in Einrichtung und Wartung. Die schiere Menge an Platz, die sie beanspruchen, macht sie zudem teuer in Bezug auf den Flächenbedarf und auch sehr ortsgebunden.

Ein neuer Weg

Head-mounted Displays (HMDs)

Neuerdings ermöglichen die Fortschritte bei HMDs komplexere und gleichzeitig einfachere, anpassungsfähigere und logistisch praktischere Simulator-Systeme. Anstatt dass Menschen in eine spezielle Simulationseinrichtung kommen müssen, können diese Headsets - je nach Anwendungsfall - einfach eingepackt und rund um den Globus verschickt werden. Außerdem lässt sich die gesamte Umgebung oft leichter anpassen und ist daher für schnelle Entwurfsiterationen besser geeignet:

Fazit

und jetzt?

Es ist offensichtlich, dass XR (AR,AV und VR) enormes Potenzial für die Human Factors Forschung hat, was wahrscheinlich der Grund dafür ist, dass diese Technologien schon seit geraumer Zeit eingesetzt werden. Die bisherigen Systeme hatten jedoch fast immer den Nachteil, dass sie komplex, sperrig und schwer zu adaptieren waren. Dies ist der Hauptgrund, warum sie meist in einem reinen Forschungskontext eingesetzt wurden und nie wirklich den Sprung in die Produktentwicklung für Verbraucher geschafft haben. Neue Display-Technologien, insbesondere Head-Mounted Displays (HMDs), bieten jedoch die Möglichkeit, XR zugänglicher zu machen. Dies gilt nicht nur für Forschungszwecke, sondern auch für Showcases, Marktforschung oder schnelle, nutzerzentrierte Designzyklen.

Aktuelle HMDs verfügen über eingebaute Eye-Tracking-Systeme, was sie besonders für die Human Factors-Forschung interessant macht. In Kombination mit Stereokameras können aktuelle HMDs auch als AR-Brillen verwendet werden und damit in noch mehr Anwendungsbereichen genutzt werden. Deshalb sind wir davon überzeugt, dass der Einsatz von HMDs noch weiter zunehmen und die alte Technologie allmählich ablösen wird, auch wenn "große" Simulatoren für bestimmte Forschungsfragen oder Training immer ihre Daseinsberechtigung behalten werden.

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