Drehregler und Joysticks testen in der virtuellen Realität
„Ausgezeichnet“: Chris Schröer untersuchte, wie Nutzer*innen Prototypen für Stellteile in einer digitalen Umgebung wahrnehmen
Chris Schröer erhält für seine Bachelorarbeit den Hochschulpreis am Fachbereich Physikingenieurwesen. (Foto: FH Münster/Frederik Tebbe)
In seiner Arbeit untersuchte er, wie Nutzer*innen Prototypen für Stellteile in einer digitalen Umgebung wahrnehmen. (Foto: FH Münster/Frederik Tebbe)
Münster/Steinfurt (29. August 2022). Virtual Reality (VR) macht es möglich: Um Ressourcen, Zeit und Geld zu sparen, setzen Unternehmen in der Produktentwicklung zunehmend auf virtuelle Prototypen, statt sie für hohe Summen real anfertigen zu lassen. Doch die Innovation bringt auch Hürden mit sich, denn bei sogenannten Stellteilen – das sind zum Beispiel Drehregler oder Steuerungshebel – fehlt Nutzer*innen das haptische Feedback. Wann rastet der Hebel ein, wann erreicht ein Regler die gewünschte Position? In seiner Bachelorarbeit hat FH Münster-Student Chris Schröer mithilfe eines Nutzertests und statistischer Versuchsplanung untersucht, wie Drehregler und Joysticks in der VR angelegt werden müssen, damit Anwender*innen sie schnell und präzise nutzen können. Für seine Arbeit wurde Schröer mit dem Hochschulpreis am Fachbereich Physikingenieurwesen ausgezeichnet.
Doch dafür musste Schröer zunächst ein ganz anderes Problem lösen: Er schrieb seine Arbeit während die Kontaktbeschränkungen zur Eindämmung der Corona-Pandemie in Kraft waren – es war also gar nicht so leicht, auch genügend Proband*innen für die Tests zu finden. „Der Campus in Steinfurt war leer. Es war schwierig, aber es hat geklappt“, resümiert Schröer. Über einen Flyer im Studierendenwohnheim, Freund*innen und Kolleg*innen am Steinfurter Hochschulgebäude am Bürgerkamp, wo er als studentische Hilfskraft arbeitet, hat er 25 Proband*innen ausfindig machen können, die ihm bei seiner Studie halfen.
Ausgerüstet mit VR-Brille und zwei Controllern testeten diese die virtuellen Stellteile, die der Absolvent selbst programmierte. „Ich habe den Testpersonen dann verschiedene Aufgaben gestellt. Sie sollten zum Beispiel den Drehregler von null auf zwölf stellen“, so Schröer. Mithilfe eines akustischen Klickgeräuschs und Schrittmotoren in den Controllern, die vibrierten, sobald die Nutzer*innen den Drehregler verstellten, simulierte Schröer das haptische Feedback. „Für viele war es generell erstmal ungewohnt, sich in der virtuellen Realität zu bewegen, doch sie kamen mit den Reglern gut klar.“
Schröer identifizierte durch die Tests verschiedene Faktoren, die Einfluss auf die Stellgenauigkeit und -geschwindigkeit eines Drehreglers und eines Joysticks in der VR haben. Unter anderem haben die Neigung und Form des Stellteils, die Position der Proband*innen aber auch das visuelle Feedback über die VR-Brille hohen Einfluss. „In weiteren Untersuchungen muss nun ermittelt werden, welche der Faktoren den größten Einfluss haben, um die höchste Stellpräzision zu erzielen“, sagt Schröer.
Der 23-Jährige studiert nach seinem Bachelorabschluss weiterhin an der FH Münster im Masterstudiengang Biomedizinische Technik am Fachbereich Physikingenieurwesen. Dort ist er als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor von Prof. Dr. Claus Backhaus tätig und verfolgt seine Studie aus der Bachelorarbeit weiter. Backhaus betreute Schröers Arbeit auch als Erstprüfer. „Herr Schröer hat es in seiner Abschlussarbeit geschafft, neue Erkenntnisse über die Gestaltung von Stellteilen in der Virtuellen Realität zu gewinnen“, lautet dessen Fazit. „Bemerkenswert ist, dass er sich in sehr kurzer Zeit umfassende Programmierkenntnisse angeeignet hat und so mehrere hochdetaillierte Prototypen in der VR entwickeln konnte.“
Zum Thema: Gerade einmal ein Prozent aller Absolvent*innen eines Jahrgangs erhält ihn: den Hochschulpreis. Jedes Jahr kürt das Präsidium gemeinsam mit der Gesellschaft der Freunde der FH Münster e. V. (gdf) auf Vorschlag der Fachbereiche die besten Abschlussarbeiten. Zu den Preisträger*innen des Hochschulpreises für die besten Arbeiten aus 2021 gehört auch Chris Schröer vom Fachbereich Physikingenieurwesen. Er erhält den Preis für seine Bachelorarbeit „Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Stellgenauigkeit von Bedienelementen in der Virtuellen Realität (VR) mittels statistischer Versuchsplanung“. Eine vollständige Übersicht aller gewürdigten Absolvent*innen ist im Jahresbericht ab Seite 41 abrufbar: fh.ms/jb-2021.