Die VR CAVE an der BHT – Vom CAD-Modell zum Mozzarella

GRUNDLAGEN

Im Herzen des Berliner Stadtteils Wedding hat die Berliner Hochschule für Technik (BHT) gemeinsam mit ihren Partnern WE are XR GmbH und more3D GmbH & Co. KG  etwas Beeindruckendes geschaffen: eine vierseitige CAVE (Cave Automatic Virtual Environment mit drei Wänden und Bodenprojektion), in der Studierende und Forschende virtuelle Räume betreten, um Fabriken zu planen, Getriebe zu prüfen oder – gelegentlich – die Herstellung von Mozzarella zu simulieren.

Auf den ersten Blick wirkt das Setup futuristisch. Doch sein Einsatz verfolgt ganz praktische Ziele: die praxisnahe Ausbildung im Ingenieurwesen zu unterstützen, zeitaufwändige oder gefährliche Experimente zugänglicher zu machen und eine sinnvolle Zusammenarbeit zwischen den Disziplinen zu ermöglichen.

VISION
Vom Maschinenbaulabor zum digitalen Zwilling

Die CAVE ist im CAE- und Simulationslabor verankert, das Studierende der Fachrichtungen Maschinenbau, Verfahrenstechnik und Veranstaltungstechnik betreut. Im Laufe der Zeit hat sie sich zu einem Zentrum für breitere Forschung entwickelt – insbesondere im Rahmen des Projekts MINT-VR-Labs, das Teil der bundesweiten Initiative zur Förderung der MINT-Bildung in Deutschland ist (MINT steht für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik).

Eine Kernidee des Projekts ist die Nutzung von VR zur Unterstützung und Ergänzung des traditionellen Unterrichts. CAD-Modelle und Simulationsergebnisse können in der CAVE virtuell erlebt werden. Dies bietet eine andere und für manche Studierende intuitivere Art des Verständnisses. Dies gilt auch für Simulationen biotechnologischer Laborexperimente, die sonst im regulären Unterrichtsalltag nur schwer durchführbar sind – wie beispielsweise das Experiment zur Mozzarellaherstellung. „Normalerweise ist der Prozess zu langwierig oder zu komplex für einen regulären Laborplan und kann daher abgesagt werden“, erklärt Philippe Wesberg, Ingenieur und Labormitarbeiter am BHT. „Mit VR können Studierende den Prozess durchspielen und sich auf die Grundlagen konzentrieren.“ Darüber hinaus spart es viel Zeit bei der Vorbereitung des Experiments, der Nutzung der benötigten Ressourcen und der anschließenden Reinigung.

Noch wichtiger: Die CAVE ermöglicht das Testen von Konzepten, die in physischen Umgebungen nur schwer erprobt werden könnten. Ein herausragendes Beispiel: eine virtuelle barrierefreie Fabrik, die detaillierte Analysen von Zugänglichkeit, Ergonomie und Layout ermöglicht – ohne dass ein physischer Prototyp gebaut werden muss.

Im virtuellen Labor lernen Biotechnologie-Studierende, wie man Mozzarella herstellt. Hans-Georg Reimer von der Villa Hirschberg Online GmbH entwickelte die Anwendung für das MINT-VR-Projekt. Das MINT-VR-Projekt bringt VR-Anwendungen in die Lehre an der BHT Berlin.

UMSETZUNG

Tracking von Körpern, Händen und mehr

Eine wesentliche Stärke der BHT CAVE liegt in der Integration von ART Motion Tracking Systemen. Mit ART Motion Capture (Ganzkörper-Tracking-Anzügen) und MANUS™ Manus VR-Handschuhen können Nutzer auf natürliche Weise in der virtuellen Umgebung interagieren. Dies ermöglicht ergonomische Studien, immersives Training und Verhaltenssimulationen.

„Motion Tracking bietet einen erheblichen Mehrwert“, so Wesberg. „Man kann Körperhaltung, Handinteraktionen und Bewegungen im Raum analysieren – es erweitert die Untersuchung von Produktionsaufbauten oder der Benutzererfahrung um eine weitere Ebene.“

Verschiedene Tools erfüllen unterschiedliche Anforderungen: Manus-Handschuhe ermöglichen intuitive Interaktion in kreativen Simulationen wie spielähnlichen Escape-Room-Szenarien, während technische CAD-Anwendungen stärker von der Präzision des Flystick-Controllers profitieren, der sich ideal für Aufgaben wie Messen, Objektmanipulation oder Systemnavigation eignet.

Damit all dies anwendungsübergreifend funktioniert, nutzt BHT moreViz von more3D – eine schlanke und dennoch leistungsstarke VR-Bridge, die die Echtzeitvisualisierung von CAD-Daten aus Software wie Solid Edge, Technomatix, Autodesk, ANSYS, Creo und anderen ermöglicht.

Im Gegensatz zu vielen VR-Lösungen, die komplexe Datenkonvertierungen erfordern oder auf umfangreiche Middleware angewiesen sind, läuft moreViz direkt auf der nativen Softwareausgabe. Integrierte Tools wie Live-Messung, In-VR-Annotationen und Hardwarekompatibilität (einschließlich der Unterstützung der Manus-Handschuhe) machen es für eine Vielzahl von Anwendungsfällen zugänglich.

„Wir schätzen, dass es nicht mit überladenen Funktionen überladen ist“, erklärt Wesberg. „Es ist effizient, kostengünstig und funktioniert zuverlässig mit unseren Tracking-Systemen – einschließlich der Handschuhe und Bewegungsanzüge.“

Das System profitiert außerdem vom reaktionsschnellen Support: „Mit more3D haben wir einen Partner, der das System in- und auswendig kennt und bei Problemen schnell reagiert. Das ist unglaublich wertvoll.“

BHT hat außerdem begonnen, moreUnity, das Unity-Integrationsmodul von more3D, zu verwenden, um maßgeschneiderte Simulationen in die CAVE zu bringen – und arbeitet dabei direkt mit more3D zusammen, um die Leistung für ihre spezifische Umgebung zu optimieren.

ERGEBNISSE UND VORTEILE

Die Installation einer VR-CAVE ist keine Kleinigkeit. Sie erfordert detaillierte Planung, Hardwarekonfiguration und Softwareintegration. Doch die größere Herausforderung beginnt oft nach der Installation: Betrieb, Wartung und Onboarding.

„Wir investieren etwa 10–15 Stunden pro Woche allein in Administration, Wartung und Nutzersupport“, schätzt Wesberg. „Und wenn neue Mitarbeiter oder Dozenten das System nutzen, ist ein strukturiertes Onboarding erforderlich. Eine engagierte Person oder ein engagiertes Team macht den entscheidenden Unterschied.“ Viele Lehrkräfte müssen die Vorteile der VR/CAVE-Technologie erst einmal erleben, da Übungen zusätzlichen Aufwand erfordern. Damit diese Technologie genutzt werden kann, muss man sie erst einmal kennenlernen, was den Support deutlich erhöht.

Eine wertvolle Erkenntnis: Die Zusammenarbeit mit Institutionen, die bereits eine CAVE betreiben, kann unglaublich hilfreich sein – nicht nur für den technischen Wissensaustausch, sondern auch, um Feedback aus der Praxis zu sammeln und häufige Fehler zu vermeiden. „Wenn Sie ein solches System in Betracht ziehen, sehen Sie es sich in Aktion an und sprechen Sie mit anderen, die es betreiben.“

Hat VR also die Lehre an der BHT verändert? Nicht vollständig – und genau darum geht es. Die CAVE ersetzt keine physischen Labore oder Werkstätten, sondern erweitert sie um eine flexible, skalierbare Ebene für Experimente, Visualisierung und Erkundung.

Sie hilft Studierenden und Forschenden, komplexe Prozesse im Detail besser zu verstehen, Simulationen im realen Maßstab zu betrachten und Experimente durchzuführen, die sonst zu riskant, zeitaufwändig oder teuer wären.

Und ohne moreViz, so Wesberg, „wäre die CAVE nicht annähernd so sinnvoll.“ Die richtige Software machte das System praxistauglich, kompatibel und den Aufwand wert.

Die BHT CAVE ist eine kluge Investition – nicht in Hype, sondern in Benutzerfreundlichkeit. Durch die Kombination aus zuverlässiger Hardware, anpassbarer Software und gut organisierter Mitarbeiterunterstützung hat die Universität ein immersives System geschaffen, das den Anforderungen von Lehre und Forschung gerecht wird.

Quelle: 
https://www.more3d.com/case-study-the-vr-cave-at-bht-practical-immersion-from-cad-models-to-mozzarella