Smart Glasses, Datenbrillen & Co. – Der Stand der Dinge

Was funktioniert? Was ist Zukunftsmusik?

© Dragonstock / Fotolia

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Smart Glasses – oder auch Smarte Brillen, Augmented-Reality-Brillen und Virtual-Reality-Brillen – galten spätestens 2012 als das Next Big Thing. Warum? Weil Google damals seine Google Glasses vorstellte und damit endlich der Stern am Horizont aufzugehen schien, der AR- und VR-Technik vom Labor in den Alltag bringen könnte.

Schöne neue Welt

Wir verfolgen die Trends in diesem Bereich schon lange und scharren wie viele andere mit den Hufen, wann es endlich losgehen kann. Maschinenführer, die sich via Smart Glasses direkt Produktionsparameter an Maschinensektionen anzeigen und bestenfalls direkt ändern können. Servicetechniker, die via Augmented Reality direkt Schritt für Schritt angezeigt bekommen, wie Komponenten ausgetauscht und eingestellt werden. Oder auch neue Mitarbeiter, die unabhängig von Schulungszentren via Virtual Reality neue Maschinen- oder Anlagentypen erkunden können. Das Beste daran: Man hat immer die Hände frei und muss keinen Tablet-Computer oder Smartphone balancieren.

Was geht schon?

Bei allem Hype empfiehlt sich aber eine gewisse Zurückhaltung: Ja, die Technologie entwickelt sich rasant. Allerdings sind praktische Lösungen, die im industriellen Kontext auch skalierbar sind, noch nicht möglich. Schauen wir uns an, was es schon gibt:

Immer noch am bekanntesten ist Microsofts HoloLens, die seit 2016 für Entwicklungszwecke bestellt werden kann. Hier steckt die gesamte Hardware im Gerät selbst. Das macht autark, bedeutet aber auch, fast 600 Gramm Gewicht auf dem Kopf zu balancieren, die besser nicht herunterfallen sollten. Hier sind tatsächlich schon erste Anwendungen in der Praxis möglich. So hat unser Partner, die RE`FLEKT GmbH, schon einzelne Wartungsszenarien für Kunden umgesetzt. Die Listenpreise liegen bei 3.299 Euro für die Entwicklerversion und 5.489 Euro für eine kommerziell einsetzbare Version der HoloLens.

Mit 3.500 US-Dollar etwas günstiger geht es zum Beispiel mit der R-7 HL von ODG (Osterhout Design Group). Einfache Lösungen ließen sich beispielsweise auch mit einer Epson Moverio BT-300 realisieren, die mit 849 Euro zu Buche schlägt. Hier ist ein Teil der Hardware und Steuerung in einen Controller ausgelagert, der per Kabel mit der Brille verbunden ist.

Wo sind die Tücken?

Je günstiger die Geräte sind, desto begrenzter sind meist die Einsatzfelder. Möchte man lediglich bei Schwierigkeiten an der Maschine einen Kollegen via Videotelefonie hinzu holen, um das Problem gemeinsam zu lösen, dann reichen auch einfachere Smart Glasses aus – allerdings kann das auch jedes Smartphone.

Soll es wirklich um Augmented Reality oder Virtual Reality gehen, sieht es schon anders aus. Die Smart Glasses brauchen dann gute Kameras, meist auch mehrere Kameras (stereoskopische Kameras), um reale Objekte im Raum richtig erkennen und mit Informationen überlagern zu können. Schwierige Lichtverhältnisse in Produktionshallen zum Beispiel oder polierte Edelstahloberflächen bringen viele optische Sensoren ins Straucheln.

Eine weitere Herausforderung teilen die Smart Glasses mit der Robotik: SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). Hier geht es darum, dass die Brille selbst erkennt, wo sich der Träger im Raum befindet, und auch erkennt, wenn der Träger einen Raum betritt, in dem er schon war.

Ein Beispiel: Wenn sich ein Servicetechniker mit Smart Glasses ohne SLAM-Technologien vor eine Maschine stellt, dann erkennt die Brille die Kanten und Oberflächen der Maschine. Die Brille überlagert die Maschine mit zusätzlichen Informationen, wie einem virtuellen Statusmonitor, der über den Bauteilen schwebt.
Bewegt sich der Servicetechniker nun, versucht die Brille, weiterhin den Statusmonitor an der korrekten Position zu halten (man spricht hier vom Tracking). Stellt ein Kollege plötzlich seinen Werkzeugwagen vor einen Teil der Maschine, kann die Brille das vielleicht nicht ausgleichen und der Statusmonitor wird nicht mehr korrekt positioniert. Technisch durchaus verständlich, aber damit untauglich für die Praxis.

Wäre die Brille mit einer SLAM-Technologie und vielleicht sogar mit weiteren Kameras ausgestattet, würde sie nicht nur die Maschine bei der Positionierung des Statusmonitors berücksichtigen. Die Brille würde auch den Rest mit einbeziehen und sich eine „digitale Landkarte“ der Werkshalle anlegen und merken. Der Kollege mit seinem Werkzeugwagen würde nicht mehr stören. Mehr noch: Der Servicetechniker könnte den Statusmonitor nach seinen Bedürfnissen neu platzieren, die Werkshalle verlassen und wenn er wiederkommt, „erinnert“ sich die Brille und platziert den Statusmonitor an derselben Position, wie ihn der Servicetechniker zurückgelassen hat.

Ein weiterer Knackpunkt heute: Komplexe Bildverarbeitung, SLAM-Algorithmen und nicht zuletzt die Datenverarbeitung der Informationen, die angezeigt werden sollen, das alles braucht hohe Rechenleistung. Ist diese nicht verfügbar, macht sich das unter anderem in hohen Latenzzeiten bemerkbar. Die Darstellung wird also verzögert oder hakt – ein Garant für Kopfschmerzen und frustrierte Mitarbeiter.

Uns erwartet Großartiges – vermutlich

Gerade erst zum Mobile World Congress 2018 in Barcelona hat das Joint Venture „Tooz Technologies“ mit dem Prototypen einer neuen Smart-Glass-Generation von sich reden gemacht. Diese Brille ist kaum mehr von einer normalen Brille zu unterscheiden. Der Trick: Alles läuft in der Cloud. Die Prozessorleistung, sämtliche Daten und sogar das Betriebssystem sind unabhängig von den Smart Glasses, die „lediglich“ Sensordaten aufnehmen und die gewünschten Inhalte auf die Brillengläser projizieren. Bei Tooz Technologies handelt sich übrigens um ein rein deutsches Joint Venture aus Deutscher Telekom und dem Optik-Konzern Carl Zeiss.

Die Performance dieser vielversprechenden Gemeinschaftsentwicklung hängt natürlich stark an der verfügbaren Datenübertragung über mobiles Internet. Die Telekom setzt hier auf den kommenden Mobilfunkstandard 5G, der bis zu 10-fache LTE-Geschwindigkeit ermöglichen soll. Bis 2020 soll dieser Standard stehen, Fachleute halten das aber für optimistisch.

Der Chiphersteller Intel möchte noch weiter gehen und stellte den Prototypen der Smart Glasses mit dem Namen Vaunt vor. Hier werden die Informationen nicht auf die Gläser der Brille projiziert, sondern per Laser direkt auf die Netzhaut des Trägers. Aber auch bei diesen Prototypen wird noch Zeit vergehen, bis sie tatsächlich marktreif sind.

Der Teufel steckt in den User Stories

Am Ende wird es wie bei allen Technologien darauf ankommen, dass konkrete User Stories entwickelt werden und man ein klares Bild entwirft, was man mit den Technologien erreichen möchte. In der Konsequenz geht es dann meistens darum, die vorhandenen Daten und Prozesse so zu gestalten, dass sie für die neuen Technologien verwendet werden können. Denn was nutzt es Ihnen, wenn Sie ein 500-Seiten-PDF auf einer HoloLens durchscrollen können?

Die notwendigen Technologien sind also auf dem Weg und werden in absehbarer Zeit in der Praxis ankommen. Für die meisten industriellen Use Cases reichen die existierenden Smart Glasses noch nicht. Was man jetzt tun kann: User Stories entwerfen, Informationskonzepte und -prozesse entwickeln und vorbereiten, um in den Startlöchern zu stehen, wenn Smart Glasses ihre Kinderstube verlassen.
Sie wollen sich vorbereiten? Wir unterstützen Sie gerne dabei.