Lade Inhalte...

Augmented Reality Eine Welt ist nicht genug

Pokémon Go hat eine Technologie ins Bewusstsein der Massen katapultiert, die Industrie, Militär und Forschung schon lange nutzen. Auch in Medizin und Kultur hat die erweiterte Realität Einzug gehalten. Sie wird unsere Wahrnehmung verändern.

Developer Robin von Hardenberg holds a tablet computer that runs his Timetraveler augmented reality app in Berlin
Die „Timetraveler“-App legt in Berlin historische Bilder über die Realität. Foto: rtr

Ein „G“ auf der Stirn ist ein gutes Zeichen. Es signalisiert: Dieser Mensch führt nichts Böses im Schilde. Leuchtet unterm Haaransatz dagegen ein „E“ (wie „evil“) auf, hat man es mit einer nicht gerade vertrauenswürdigen Person zu tun. Sichtbar wird der Charakter-Marker nur mit einer speziellen Datenbrille.

Klingt wie eine Idee unseres Jahrhunderts, ersonnen vom Internetkonzern Google. Ist es aber nicht. Die Sehhilfe, die ihrem Träger in Echtzeit persönliche Daten über ihr Gegenüber liefert, hat der Autor Lyman Frank Baum („Der Zauberer von Oz“) erdacht – in seinem 1901 erschienenen Kinderbuch „The Master Key“. Die Brille, die der 15-jährige Protagonist Rob in der Kurzgeschichte in die Hand bekommt, darf als eines der ersten Werkzeuge in der Literaturgeschichte gelten, das die physische Welt um virtuelle Informationen erweitert. Und bereits Mitte des vorigen Jahrhunderts war die Idee von „Augmented Reality“ Wirklichkeit geworden – lange, bevor man die Technologie so genannt hat. Wenn im Sommer 2016 Millionen Spielbegeisterte weltweit ausschwärmen, um virtuelle Pokémon-Figuren in realer Umgebung zu fangen, sind sie also im Grunde ziemlich spät dran.

Die technische Verschmelzung von physischer und nicht-physischer Welt begann, als der US-Amerikaner Morton Heilig 1956 das Sensorama-Verfahren entwickelte: Der Zuschauer saß auf einem beweglichen Stuhl, den Kopf in einer Kabine, und erlebte dort die Simulation einer Motorradfahrt durch New York in 3D, mitsamt Vibrationen der Maschine, Fahrtwind in den Haaren und dem Geruch von Abgasen und Pizza in der Nase. Das „Kino der Zukunft“ setzte sich nicht durch, doch sein selbstbewusster Erfinder kann heute als Vater der virtuellen Realität gelten.

1968 schnallte sich der Computergrafik-Pionier Ivan Sutherland die erste Brille auf den Kopf, die die Wirklichkeit visuell zu ergänzen vermochte. Das „Damoklesschwert“, wie der Harvard-Wissenschaftler seine abenteuerliche Konstruktion nannte, war so schwer, dass es zusätzlich an der Decke befestigt werden musste. Doch es erfüllte seinen Zweck: Das Gerät erkannte Position und Lage des Kopfes und blendete eine dreidimensionale Grafik perspektivisch in den Raum ein.

Heutzutage genügt es, einen aufgeschlagenen Ikea-Katalog auf den Fußboden zu legen und die Smartphone-Kamera darauf zu richten, um sich anzuschauen, wie der neue Sessel sich im eigenen Wohnzimmer machen würde. Möbel, Bilder oder gleich ganze Häuser – um der Vorstellungskraft ihrer Kunden auf die Sprünge zu helfen, setzen inzwischen viele Branchen auf Augmented Reality (kurz AR, zu deutsch: Erweiterte Realität). Eine App fügt dem Abbild der Umgebung eine computergenerierte Ebene mit (meist) visuellen Informationen wie Texte, Bilder, Grafiken, Videos oder Animationen hinzu, ausgelöst durch eine bestimmte Position und Ausrichtung des Geräts oder auch durch eine spezielle Markierung, die die Kamera erfasst.

AR-Anwendungen, die regelmäßig genutzt werden, sehen Datenschützer skeptisch: Firmen könnten sensible Daten ihrer Kunden sammeln. Sie benötigen den Zugriff auf den Standort des Nutzers, um ihm relevante Inhalte anzuzeigen. So könnten ganze Bewegungsprofile erstellt werden. Außerdem fürchten Experten, Augmented Reality könnte dem Nutzer eine durch Algorithmen und Firmeninteressen gesteuerte Sicht auf die Welt zeigen.

Die erste Werbung, die die Realität erweiterte, gab es 2007: Der Zoo von Wellington schaltete eine Anzeige in einer neuseeländischen Zeitung. Vor den Augen der Leser, die den abgedruckten Marker mit ihrer Handykamera filmten, formte sich ein Leopard in 3D. Geprägt wurde der Begriff Augmented Reality Anfang der 90er Jahre von Tom Caudell und David Mizell. Die beiden Forscher statteten damals Techniker bei Boeing mit speziellen Helmen aus, die ihnen beim Flugzeugbau Daten zur richtigen Verkabelung direkt ins Blickfeld lieferten. Heute kommen Datenbrillen unter anderem in den Lagerhallen der Post zum Einsatz, demnächst sind möglicherweise auch Zusteller mit einer AR-Brille auf der Nase unterwegs, die ihnen hilft, Adressen und Briefkästen zu finden.

Längst ist die Technologie alltagstauglich. Mit GPS, Bewegungssensor und Internetverbindung haben Smartphones alles an Bord, was es dazu braucht. Mobile AR-Browser wie Wikitude oder Junaio reichern die Umgebung, die der Betrachter durch die Kamera sieht, mit Daten aus dem Internet an – Informationen über historische Ereignisse, Hinweise auf Kaufimmobilien in der Umgebung, den Weg zur nächsten Eisdiele oder auch zu der Straßenecke, wo das eigene Auto parkt.

Den Mix der Realitäten bekommen nicht nur Smartphones und Datenbrillen hin: Vor „AR“-Spiegeln lassen sich Kleidungsstücke virtuell anprobieren. Und viele, die über die virtuelle Pokémon-Jagd den Kopf schütteln, nutzen Augmented Reality selbst – etwa beim Blick durch den Sucher der digitalen Spiegelreflexkamera, wo Informationen über Lichtverhältnisse in Echtzeit eingeblendet werden, beim Fußballgucken im Fernsehen, wenn animierte Laufwege aufs Spielfeld gezeichnet werden, oder beim Autofahren, wenn das Display des Navigationsgeräts Daten zur Umgebung standortgenau übermittelt.

Das Militär begann früh, mit Augmented Reality zu experimentieren. 1984 trugen Piloten von Apache-Kampfhubschraubern erstmals Helme mit integrierten Infrarotsendern, die auf die Bewegung des Kopfes reagierten, Kameras an der Frontscheibe entsprechend ausrichteten und der Besatzung Nachtsichtbilder und Informationen zu Zielerkennung, Höhe und Geschwindigkeit anzeigten. Bald wurden auch zivile Flugzeuge mit Technik ausgestattet, die das Abbild der Umgebung durch Daten ergänzt, die auf die Fensterscheibe projiziert werden: Das System „Highway in the Sky“ führt dem Piloten den idealen Flugweg vor Augen, während er aus dem Cockpit schaut. Autofahrer können seit einigen Jahren auch geradeaus blicken und dabei Informationen aus dem Navigationssystem sehen. Bisher zeigen die so genannten „Head Up Displays“ simple Pfeile an, 2017 soll erstmals ein System serienreif werden, das Augmented-Reality-Funktionen ins Auto bringen soll. Die Navigations-Informationen werden so im Blickfeld des Autofahrers eingeblendet, als würden sie zur Umgebung gehören – eine Fahrspur wird eingefärbt, wenn der Fahrer auf diese wechseln soll, ein Auto markiert, zu dem das System den Abstand misst. Später könnten auch weitere Informationen dazukommen: Sehenswürdigkeiten in der Umgebung könnten genauso hervorgehoben werden wie Restaurant-Empfehlungen – der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt.

Lesen Sie bitte weiter auf der nächsten Seite.

Auch in Bereichen, die der Autokäufer nicht zu Gesicht bekommt, experimentieren Hersteller mit Augmented Reality: AR-Brillen unterstützen den Mechaniker in der Werkstatt und führen ihn Schritt für Schritt durch die Reparatur. Die Arbeitsanweisungen blendet die Brille direkt auf dem Fahrzeug ein, das repariert werden soll. Bei der Entwicklung von Autoteilen wird die erweiterte Realität bereits genutzt: Bevor neu entwickelte Bauteile produziert werden, wird ein dreidimensionales virtuelles Modell des Bauteils auf einen realen Prototypen projiziert und so getestet, ob es Verbesserungsbedarf gibt. Die Verschmelzung von Realem und Virtuellem nutzt die Industrie auch bei Crash Tests: das Modell des funktionierenden Fahrzeugs wird über das Auto nach dem Unfall gelegt – sofort wird sichtbar, wo die größten Schäden entstanden sind. In der Medizin scheint der Röntgenblick nicht mehr allzu fern zu sein. Forscher der TU München haben ein Gerät entwickelt, das ein Röntgenbild des Patienten über dessen Haut legt – und dem Arzt so den Blick „unter die Haut“ ermöglicht.

Der „Camera-Augmented Mobile C-Arm“ wurde bereits 40 Mal in der Unfallchirurgie eingesetzt und hat nach Angaben von Professor Nassir Navab, Inhaber des Lehrstuhls für Informatikanwendungen in der Medizin und Augmented Reality an der TU München, einen entscheidenden Vorteil für den Arzt und seinen Patienten: Der Chirurg hat das Röntgenbild immer im Blick – und dem Patienten wird unnötige Röntgenstrahlung erspart.

Ein anderes System bringt Augmented Reality bereits in die Operationssäle: „Declipse SPECT“, das ebenfalls an der TU München entwickelt wurde, soll bei der Diagnose von Brustkrebs helfen. Ebenfalls in der Praxis genutzt werden Scanner und Brillen, die in Echtzeit die Position der Venen auf die Haut eines Patienten projizieren. Die für den Patienten schmerzhafte Suche nach der richtigen Vene kann damit erleichtert werden

„Was wir bisher kennen und gesehen haben, ist die Überlagerung von Informationen und keine Erweiterung“, erklärt Professor Nassir Navab. „Den Blick von Ärzten und Chirurgen mit weiterführenden Informationen anzureichern, klingt nützlich und magisch, aber man muss vorsichtig sein“, mahnt er und warnt vor „Informationsüberlastung“.

Besonders schwierig sei es, ein Objekt darzustellen, das sich innerhalb einer sichtbaren Struktur verberge. „Die Einschätzung der richtigen Tiefe und Darstellung von Objekten, die sich ineinander befinden, ist eine große Herausforderung“, erklärt Navab. Erst wenn man dieses Problem gelöst habe, werde es sinnvolle AR-Anwendungen für den Alltag von Ärzten geben. „Man darf nicht vergessen, dass ein Chirurg nicht nach Pokémon im Park sucht, sondern präzise anatomische Informationen braucht, um wichtige Entscheidungen zu treffen, die sich auf die Gesundheit des Patienten auswirken“, betont Navab und erklärt: „Die Datenintegration und Echtzeit-Visualisierung in der Medizin braucht besondere Kompetenz – weit mehr als die existierenden AR-Technologien, die in Spielen und der Unterhaltungsbranche genutzt werden.“

In der Zukunft könnten Brillen oder so genannte „Head Mounted Displays“ – Apparate, die vor den Augen des Anwenders sitzen – während einer Operation Röntgen-Bilder oder Aufnahmen aus dem MRT oder CT über den Patienten legen und dem Arzt alle Informationen auf einen Blick vermitteln. „Es gibt viele Tests in diese Richtung, aber in der klinischen Praxis werden solche Geräte noch nicht verwendet“, berichtet Navab. Augmented Reality könnte dagegen bald in der Aus- und Weiterbildung verwendet werden. Unterstützt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) wird an der TU München ein Spiegel entwickelt, der in der Ärzteausbildung zum Einsatz kommen soll. Wer davor steht, bekommt auf seinem Spiegelbild das Innere eines menschlichen Körpers eingeblendet. Der „Mirracle“, so der Name, soll nicht nur in der medizinischen Ausbildung zum Einsatz kommen, auch Reha-Patienten könnten sich künftig vor einem AR-Spiegel wiederfinden. Sie könnten darin die Muskeln angezeigt bekommen, die sie trainieren müssen. In der Zukunft könnte es auch AR-Reha-Spiele geben, glaubt Nassir Navab. „Das würde Augmented Reality in alltägliche Anwendungen in alle Bereiche der Medizin bringen: Lehre, Training, Diagnose, Behandlung, Kontrolle und Reha.“

Medien und Kultur haben Augmented Reality als Erzählformat entdeckt. In München schickte der Bayerische Rundfunk Interessierte mit einer App zu Schauplätzen des Lebens von Kurt Landauer, des langjährigen jüdischen Präsidenten des FC Bayern, in Berlin blendet die mobile Anwendung „Mauerschau“ historische Fotos aus Zeiten der Teilung ins Straßenbild von heute ein. Im Historischen Museum Basel bekommen Besucher der Ausstellung „Erasmus MMXVI – Schrift als Sprengstoff“ ein Tablet in die Hand gedrückt. Richten sie das Gerät auf einen am Boden abgebildeten Code, liefert eine App Zusatzinformation über Leben und Wirken des Humanisten, der vor 500 Jahren in Basel das Neue Testament ins Griechische übersetzte. „Wir wollten der Dauerausstellung eine weitere Ebene hinzufügen“, erklärt Kurator Marcel Henry. Er fühlt sich dabei in guter Gesellschaft: Schließlich habe sich auch Erasmus von Rotterdam mit einem zu seiner Zeit neuen Medium auseinandergesetzt – dem Papier. „Das Papier unserer Zeit ist der Screen“, argumentiert Henry, und man merkt ihm an, dass er sein Konzept schon häufig gegenüber Skeptikern verteidigen musste. „Das wird schon fast als ideologische Frage diskutiert.“ Die Sorge, dass die Technik den Besuch im Museum obsolet machen würde, teilt der Kunsthistoriker nicht: „Augmented Reality kann dazu beitragen, das Bedürfnis nach dem Objekt wieder zu wecken.“ In Basel werde etwa ein Exponat wie der Siegelring des Erasmus virtuell ergänzt durch ein Gemälde aus dem 16. Jahrhundert, auf dem der Renaissance-Gelehrte eben jenen Ring trägt. „Wir stehen noch ganz am Anfang der Entwicklung, aber in fünf Jahren wird sich das durchgesetzt haben“, glaubt Henry. Zwar seien manche älteren Ausstellungsbesucher überfordert, räumt er ein. Doch die Kulturvermittlung müsse auch diese neuen Wege gehen, findet Henry: „Sonst verliert man die, die damit gut zurechtkommen.“

Auch beim Frankfurter Städel kennt man Vorbehalte. „Bei allen neuen Formaten ist Überzeugungsarbeit zu leisten“, sagt Axel Braun, Sprecher des Städelschen Kunstinstituts. Apps und Digitorials gehören zum festen Repertoire größerer Ausstellungen, seit kurzem ergänzt ein Online-Kunstkurs das Portfolio. „Die digitalen Angebote haben den Reiz des Originals nie geschmälert, eher im Gegenteil: Das eine beflügelt das andere.“ Den Einsatz von AR kann sich Braun vor allem für Sammlungen im Frankfurter Liebieghaus gut vorstellen: „Die Skulpturen sind aus ihrem ursprünglichen Kontext herausgerissen, waren vielleicht mal Teil einer Fassade, eines Tempels oder einer Kirche. Augmented Reality wäre ideal, um diese Lücke füllen.“ Konkret arbeitet das Städel derzeit an einer Virtual-Reality-Anwendung, mit der die ursprüngliche Hängung der Werke rekonstruiert wird. Nutzer werden sich mit Hilfe einer VR-Brille durch das Städel aus den Anfangstagen des Jahres 1815 bewegen können. „Der Kulturbereich würde einen großen Fehler machen, wenn er Veränderungen ignorierte, die die Digitalisierung mit sich bringt“, sagt Braun: „Das ist kein Entweder-Oder. In einer digitalen Welt wird es auch zunehmend das Bedürfnis nach einem analogen Raum geben.“ Eine Welt, so scheint es, ist nicht genug. Gerade die Verknüpfung von realen und virtuellen Erlebnissen hat die Jagd auf Monster zum Massenphänomen gemacht.

Die Idee, Mensch und Maschine interagieren zu lassen, faszinierte bereits vor 40 Jahren den Künstler Myron Krueger. 1975 schuf er „Videoplace“, ein Labor für künstliche Realität. Wer es betrat, sah seinen eigenen Umriss – und ein kleines virtuelles Wesen, das frech an ihm hochkletterte.

„Critter“ erkannte die Bewegungen des Menschen, konnte ausweichen, rutschte am Arm herunter, ließ sich sogar abschütteln.Spielerisch machte Krueger die erweiterte Realität zum Kunstobjekt und träumte davon, dass die Technologie eines Tages einem größeren Publikum zugänglich sein würde. Seine Vision hat sich erfüllt – und auch die mehr als 100 Jahre alte Idee von der Brille, die Informationen über andere Menschen liefert, könnte Wirklichkeit werden.

Ausgestattet mit einer Software zur Gesichtserkennung, wäre sie in der Lage, in Echtzeit einen Abgleich mit Profilbildern vorzunehmen und ihrem Träger öffentlich im Netz verfügbare Informationen zu präsentieren. Ob sich dabei tatsächlich der wahre Charakter offenbart, kann man ja immer noch auf konventionellem Wege herausfinden.

Die Zeitung für Menschen mit starken Überzeugungen.

Multimedia App E-Paper
App
Online Kundenservice Abo-Shop
  • Nutzungsbasierte Onlinewerbung
  • Mediadaten
  • Wir über uns
  • Impressum