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Ein Hauch von Star Trek

Avatare made in Würzburg simulieren die Realität

Von Enrico Schmitt

Prof. Dr. Marc Erich Latoschik

Avatars Unleashed (zu Deutsch etwa „Avatare Entfesselt“) lautete der Titel des Vortrags von Prof. Dr. Marc Erich Latoschik, Inhaber des Lehrstuhls für Mensch-Computer Interaktion der Fakultät für Informatik an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, beim Mobile Media Day 2019. Professor Latoschik forscht seit über 20 Jahren in zukunftstechnologischen Feldern der Informatik, Schwerpunktmäßig im Bereich Augmented und Virtual Reality. Seit 2011 lehrt er nun – nach Stationen im In- und Ausland, unter anderem der HTW Berlin und der Universität Bielefeld – an der Uni Würzburg.

Seinen Vortrag eröffnete Latoschik mit einem grundsätzlichen Überblick über den Begriff des Avatars: Einfach gesagt handelt es sich dabei um das digitale Abbild einer Person. Dabei ist das Ziel hier durch Realismus und Nähe zum Benutzer eine möglichst hohe Immersion zu erreichen, da sich so die Akzeptanz des virtuellen Abbildes, die sogenannte „Virtual Body Ownership“, vom Nutzer einfacher erreichen lässt. Latoschik nahm dabei vor allem auf seine eigenen Forschungsinitiativen Bezug und stellte diese exemplarisch und in Auszügen vor, um so auch die Anwendungsmöglichkeiten dieser neuen Technik den Zuhörern vor Augen zu führen.

VR & AR in der Medizin

Ein erstes Beispiel ist die dreidimensionale Visualisierung von Problemen der komplizierten Mathematik, genauer der Linearen Algebra, die beispielsweise beim Studium der Informatik eine große Lernhürde für Studierende darstellt, mit Hilfe von einem Avatar in der Virtual Reality. Hierbei erreichte das Lernsystem ähnlich gute Ergebnisse, wie herkömmliche Lernwege, aber für manchen Studierenden könnte diese Lernmethode sogar optimaler sein. Auch die Motivation der Probanden sei durch diese Visualisierung, die natürlich Ähnlichkeiten mit der Umgebung eines Computerspieles hat, besser, da man das sonst trockene und anstrengende „Pauken“ von Mathematik mit einem Fortschritts- und Belohnungssystem verbinden könne, so Latoschik.

Ein weiteres Ergebnis der Forschung ist der sogenannte „Protens-Effekt“, bei dem sich eine am Avatar simulierte Änderung auch auf den Nutzer überträgt. Hier wurden einfache Gegensätze getestet: Zum Beispiel erhält ein eher kleiner Proband einen großen Avatar, mit dem er das hochgelegene Regal mühelos (in der Simulation) erreichen kann und versucht dies dann auch in der Realität, nur um festzustellen, dass er zu klein ist. Es ist also möglich, zumindest für einen begrenzten Zeitraum, die Eigenschaften eines Avatares auch auf die reale Person zu übertragen.

Bemerkenswert ist, dass diese Effekte bereits bei einer One-Time Exposure auftreten. Als weitere Beispiele nannte der Informatiker auch Gegensätze wie alt und jung, Rassist und Anhänger einer Minderheit und dick und dünn. Hier findet auch die erste Langzeitstudie dieser Anwendung der von Latoschik und seinem Team entwickelten nahezu photorealistischen Avatare statt: In Kooperation mit Adipositas-Kliniken versuchen die Forscher so durch die Simulation von gesunden und ungesunden Körpern den Patienten ein gesünderes Körperbewusstsein zu vermitteln und so positive Ergebnisse zu verzeichnen. Hierbei werden ausdrücklich realistische Simulationen von Fett- und Knochenmasse verwendet und nicht einfach nur das Modell runder gemacht. Da die Studie gerade erst begonnen wurde und noch drei Jahre Laufzeit hat, bleibt abzuwarten, welche Ergebnisse die Forscher daraus werden ziehen können.

Eine weitere Anwendung im medizinischen Bereich ist, den Avatar zur Simulation von Bewegung nach Knie-Operationen einzusetzen und so die Übungen angenehmer, visuell ansprechender und auch von Zuhause durchführbar zu gestalten. Beziehungsweise, Personen, die nach schweren Schicksalen wieder zurück in ein bewegtes Leben finden müssen, weitere Möglichkeiten zur Reha zu bieten.

Interssante Ansätze bietet auch die Forschung unter Einsatz von simulierten, mit realistischen Avataren versehenen Klassen, bei der Pädagogischen Konfliktlösungsausbildung im Lehramtstudium, welches in Kooperation mit den entsprechenden Lehrstühlen der Universität Würzburg bereits im Versuch erfolgreich Anwendung findet. Sogar so erfolgreich, dass laut Latoschik bereits wirtschaftliche Nachfrage von anderen Einrichtungen bei seiner Forschungsgruppe besteht.

Fazit

In den etwas mehr als zwanzig Minuten des Vortrages blieb natürlich nicht viel Zeit, einzelne Projekte im Detail zu besprechen, aber auch für fachfremde Zuschauer entstand ein gutes Bild, über aktuelle Forschungsansätze im Bereich der Anwendung von realistischen Avataren. Vor allem im medizinischen und psychologischen Bereich, scheinen hier wirklich noch viele Möglichkeiten unerforscht, um so neue Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln, die vielleicht sogar zur Behandlung von Phobien und anderen psychologischen Krankheiten in Zukunft eingesetzt werden können. Jedoch fehlt aktuell ein wirtschaftlicher Ansatz, um realistische Avatare umzusetzen und auch Prof. Latoschik hält lieber eine sehr gute Idee mit schlechter Umsetzung zurück, da dies die User im Endeffekt eher von dieser zukunftsträchtigen Technologie abschrecken könnte.

Der Schritt vom Forschungsprojekt zur Anwendung ist also noch nicht gemacht und auch die Gaming-Branche, möglicher Katalysator für genau solche Technologien, ist in den Augen des Forschers mit ihren Interfaces und Engines noch nicht dazu in der Lage, diese Systeme umzusetzen, da diese nur bei einer möglichst geringen, ja sogar nicht existenten Eingabeverzögerung wirklich möglich sind. Aktuell werden dafür aufwändige Kamerasysteme und Motion-Capture Anzüge, wie man sie aus den Making-Ofs von Filmen kennt, verwendet, die sich kaum für eine Vermarktung für den Enduser im heimischen Wohnzimmer eignen.