„Übung macht den Meister“, heißt es so schön. Dies gilt etwa für die Fahrpraxis von Fahranfängern. Der Verkehr in Großstädten mit potenziellem Verkehrschaos, gerade zur Rushhour, kann so manchen Fahrschüler gehörig unter Stress setzen und zu Fahrfehlern führen. „Trockenübungen“ in einem Fahrsimulator können helfen, ohne Druck die ersten Fahrversuche zu machen. Chinesische Fahrschulen sind hier der Zeit voraus: Zur Erlangung der Fahrerlaubnis sind neben praktischen Fahrstunden auch virtuelle Fahrstunden in einem Simulator Pflicht. Eine praktikable Lösung, um gleichzeitig die steigende Nachfrage nach Fahrunterricht zu bedienen. Mit dem Einsatz eines Simulators können sich Fahrschüler herantasten sowie Verkehrssituationen und Handgriffe üben. Der Lerneffekt einer virtuellen Fahrstunde wird jedoch nur dann erzielt, wenn Fahrschüler unter so realistischen Bedingungen wie nur möglich die Simulation absolvieren.

Unter dieser Prämisse startete das Technologietransfer-Projekt DriveSim (Driving Simulator) am Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) des KIT unter der Leitung von Prof. Jivka Ovtcharova. Gemeinsam mit ihrem Forscherteam, den chinesischen Partnern TuoBaBa Technology (TBB) und dem Jiangyin Sino-German Technology Transfer Center haben sie einen intelligenten, hochentwickelten Fahrsimulator für den Einsatz in Fahrschulen aufgebaut. „Bereits seit den 90er-Jahren habe ich mich mit Virtual Reality beschäftigt, aber erst jetzt ist die Zeit für die Technologie in der industriellen Anwendung gekommen“, davon ist die promovierte Maschinenbauerin und Informatikerin Prof. Ovtcharova überzeugt. Der entwickelte Fahrsimulator ist ein gutes Beispiel für die anwendungsnahe Forschung und die direkte Nutzung von Forschungsergebnissen.

„Auf dem Markt erhältliche Fahrsimulatoren ähneln meist eher einem Computerspiel“, so die Projektkoordinatorin Polina Häfner, „und sind zudem für die Anwendung im Fahrunterricht didaktisch nicht genug aufbereitet.“ Die Vision einer qualitativ hochwertigen Lösung setzen die Wissenschaftler im Rahmen von DriveSim um: Eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, mit der die Wahrnehmung der Wirklichkeit um interaktive, virtuelle Inhalte ergänzt wird. So entsteht ein repräsentatives Fahrgefühl mit dem Instrumentarium eines echten Kraftfahrzeugs. „Beim Fahren im Simulator baut ein Algorithmus die angrenzende Umgebung in Echtzeit als Abbild der Realwelt auf, basierend auf Echtdaten aus Geoinformationssystemen (GIS)“, erklärt Häfner. Rund um das Fahrzeug geben Projektionen den Blick in die dreidimensionale, virtuelle Welt frei. Ein Steuergerät im Fahrzeug verbindet das unmotorisierte Kraftfahrzeug mit Drive-Sim, wodurch jede Interaktion des Fahrers mit dem Fahrzeug zum einen in die virtuelle Welt gespiegelt wird und zum anderen durch Kraftrückkopplung spürbar ist. Die Lernumgebung DriveSim wird vervollständigt von einer Trainings-App, mit der Fahrlehrer und -schüler wechselnde Fahrumgebungen generieren und individuelle Verkehrsübungen konfigurieren können.

„Die Integration von professionellem Informationsmanagement und High-End-Visualisierungen bietet Chancen, nicht nur im Bereich Fahrsimulation“, unterstreicht Prof. Ovtcharova. Ziel der Forschungsgruppen am IMI ist es deshalb, mittels Virtual Reality, eine innovative Arbeitsumgebung und Wettbewerbsvorteile für Industrieunternehmen zu ermöglichen, insbesondere im weiten Feld der Produkt- und Prozessentwicklung. „Wir legen großen Wert auf die intensive Zusammenarbeit mit Industrieunternehmen, um die unmittelbare Praxisrelevanz sicherzustellen. Dadurch bekommen wir wichtige Impulse für neue Forschungsfelder und Problemstellungen. Ich bin überzeugt, dass sich Innovation von innen heraus entwickelt. Das führen mir die Studierenden, die in unseren Praktika kreative und praxisrelevante Ideen entwickeln, immer wieder vor Augen. Auch mit wenig Budget kann man viel erreichen, die persönliche Motivation ist entscheidend.“ 

Bilder: KIT