Integration virtueller Menschen in komplexe wissenschaftliche und technische Anwendungen

  Ein Frau mit einer Virtual Reality Brille steht vor einer virtuellen Person. Visual Computing Institute

Virtual Reality (VR) ist auf dem Weg zu einem ernsthaften und mächtigen Werkzeug in wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen zu werden. Als solches wird das Einbetten von Virtual Humans (VHs) immer wichtiger. Mit Hilfe von VHs können fortgeschrittene, emotionale menschliche Schnittstellen für eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit und Akzeptanz ausgelegt und ausgewertet werden. Im medizinischen Bereich kann eine größere Komplexität von psychologischen und sozialforschenden Fragen durch die Integration von VHs in Verhaltensstudien angesprochen werden. Bei der Analyse komplexer, heterogener Daten können VHs während des Datenerforschungsprozesses die Benutzer beraten und überwachen. Darüber hinaus können VHs als Trainingspartner und Instruktoren dienen, die Nutzer bei der Durchführung komplexer, kollaborativer Aufgaben oder bei der Verbesserung bestimmter persönlicher Fähigkeiten unterstützen. Darüber hinaus stellt die Entwicklung und Bewertung von digitalisierten Produktionsumgebungen, d.h. cyber-physikalischen Systemen, ein hochrelevantes Beispiel dar: In den Produktionsstandorten der Zukunft wird erwartet, dass die Arbeiter in Teams zusammenarbeiten, darunter auch Menschen und intelligente mobile Roboter. Mit Hilfe von VHs können solche Szenarien in einer vollständig kontrollierbaren virtuellen Umgebung entworfen, ausgewertet und trainiert werden. Die Integration von VHs in wissenschaftliche VR-Anwendungen eröffnet damit neue und innovative Forschungsmöglichkeiten.

Im Rahmen dieses Projektes werden wir die Software-Basis für die Integration der VH-Funktionalität in unser bestehendes VR-Framework legen. Darüber hinaus konzentrieren wir uns auf zwei Forschungsfragen: (1) Um von den Benutzern akzeptiert zu werden, müssen die VHs glaubwürdiges, menschliches Verhalten zeigen. Zu diesem Zweck werden wir untersuchen, wie VHs auf einen nahenden Benutzer reagieren müssen. Hier sind Aspekte, die den persönlichen Raum des Benutzers respektieren und den Grund für die Annäherung, z. B. das Übergeben oder Starten eines Gesprächs, automatisch erkennen und angemessen reagieren, anspruchsvoll. (2) Darüber hinaus ist die Vorgabe des Verhaltens von VHs nur durch Skripte für die meisten Anwendungsfälle zu unflexibel und die Verwendung von Ansätzen, die ausschließlich auf künstlicher Intelligenz basieren, ist noch nicht technisch machbar. Zu diesem Zweck ist ein Hybridansatz erforderlich: VHs führen vordefinierte Verhaltensweisen aus, während sie vorübergehend von externen Operatoren überlagert werden. Hier stehen wir vor den Herausforderungen, wie ein einzelner Betreiber effizient und effektiv einen Satz von VAs steuern kann und die ein intelligentes System zur Verfügung stellen muss.

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