Infrastruktur und Anwendungsfälle für das Metaverse

Der vorliegende Bericht beschreibt die ersten Aktivitäten im Forschungsprojekt »INSTANCE – Immersive Industrial Innovation Ecosystems« des Fraunhofer IAO und des IAT der Universität Stuttgart zum Thema Metaverse, mit dem Fokus auf eXtended Reality (XR) in verteilten Arbeitswelten. Dazu werden beispielhafte Anwendungsfälle entwickelt, pilotiert und evaluiert, jeweils mit eigenen Forschungsfragen. Nach einer Einführung des Forschungsgebiets und einer Einordnung in die bisherigen Arbeiten der Virtual- und Augmented Reality-Forschung und -Anwendung am Institut der letzten Jahrzehnte wird der erste Anwendungsfall »Model Instance« im Bereich des virtuellen Änderungsmanagements in der Produktentwicklung beschrieben, der sich durch seine hohe Relevanz für die produzierende Industrie auszeichnet und dabei gleichzeitig auf State-of-the-art Technologieentwicklung beruht. Der zweite Anwendungsfall »Collaboration & Creative Work« beschäftigt sich mit der Forschungsfrage, inwieweit Kreativ- und Ideenentwicklungsprozesse in verteilten virtuellen Welten durchgeführt werden oder zukünftig sogar besondere Mehrwerte aufweisen können. Der dritte Anwendungsfall »Innovation Workshop – InnoAssist« zeigt auf, welche Rolle generative Künstliche Intelligenz, im Speziellen Large Language Models (LLMs), in Zukunft in Innovationsprozessen für Produkt- oder Service-Entwicklungen spielen können – insbesondere in Kombination mit Erweiterter Realität. Beispielhaft werden weitere Anwendungsfälle, die intern entwickelt und erprobt werden, skizziert. Neben der Anwendungsseite untersucht das Projekt insbesondere auch die technologischen Handlungsoptionen, die standortunabhängige kollaborative Arbeit in verteilter Erweiterter Realität erfordert. Der Anspruch der Forschungsinitiative INSTANCE geht hier weit über die Verwendung von einfachen Head-Mounted Displays (HMD) wie gängigen VR-Brillen hinaus. Die einzigartige Hard- und Software-Infrastruktur, die aktuell über die einzelnen Institutsstandorte des Fraunhofer IAO hinweg realisiert wird, wird im vorliegenden Bericht näher beschrieben. Im Kern steht hierbei die technische Erweiterung der CAVE im Immersive Participation Lab des Zentrums für Virtuelles Engineering (ZVE) mit hochauflösenden, lichtstarken Projektoren, einer flexiblen Architektur zur Grafikberechnung und großflächigem Trackingsystem. Mit INSTANCE startet das Institut eine Innovationsoffensive zur Gestaltung von kollaborativer Arbeit in XR und bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen, um für das, in und mit dem Metaverse neue Produkte, Geschäftsmodelle und Dienstleistungen von morgen zu entwickeln.