Forschung

In Kooperation mit der ESA: Wissenschaftler wollen erdähnliche audiovisuelle Umgebung im Weltraum schaffen

Die TU Ilmenau möchte das Arbeiten im All für Astronaut*innen, Kosmonaut*innen oder Taikonaut*innen einfacher und sicherer machen. Im interdisziplinären Forschungsprojekt AVSPACE: Audiovisual Feedback to Augmented Manual Activities During Space Walks, das im Rahmen eines Programms der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) finanziert wird, entwickeln Forscherinnen und Forscher der Fachgebiete Virtuelle Welten und Digitale Spiele und Elektronische Medientechnik eine erdähnliche räumliche Audioumgebung, die in Kombination mit visuellen Augmented Reality-Elementen Raumfahrenden dabei helfen soll, sich besser im Weltraum orientieren zu können. Das Projekt, das am I3TC – Ilmenau Interactive Immersive Technologies Center angesiedelt ist, ist am 1. Oktober gestartet und ist auf ein Jahr Laufzeit begrenzt.

NASA
Das an der TU Ilmenau entwickelte Audio- und Videosystem könnte bald bei Wartungsarbeiten im Weltall zum Einsatz kommen.

Das All ist vollkommen geräuschlos und schallfrei. Würde man dort sprechen, hätte die eigene Stimme keinen Klang. Gleiches gilt für Geräusche wie etwa die eines Akkuschraubers, wenn Reparaturen am Raumschiff erledigt werden müssen. Das fehlende Audiofeedback stellt die Menschen im All vor eine Herausforderung, denn ohne Geräusche ist es für sie schwieriger zu erkennen, ob beispielsweise eine Schraube einklinkt und somit richtig angebracht wurde. Erschwerend hinzu kommt das Arbeiten im Raumanzug, in dem die Raumfahrer nur eingeschränkt sehen können und von der Außenwelt abgekoppelt sind.

Mittels einer Technologienkombination ausräumlichem Hören über Kopfhörerund visueller Augmented Realitywollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Ilmenau im Forschungsprojekt AVSPACE daher Geräusche und Zusatzinformationen bei ausgewählten Tätigkeiten im Weltraum simulieren und so einaudiovisuelles Feedback künstlich erzeugen.

Augmented Reality zur Orientierung

Am Fachgebiet Virtuelle Welten und Digitale Spiele werden die Augmented Reality-Elemente, die im Weltraum zum Einsatz kommen sollen, entwickelt. Die Forscher*innen wollen visuelle Elemente wie  farbliche Markierungen, Texte oder Statusinformationen mittels AR-Brillen in die reale Umgebung integrieren, wie Projektleiter Dr. Tobias Schwandt erklärt:

Die AR-Elemente unterstützen die Astronaut*innen dabei, sich zu orientieren. Ihre Laufwege könnten zum Beispiel mit Pfeilen aufgezeigt oder bestimmte Aufgaben via Text angeleitet werden. Die Kombination aus AR-Technologie und räumlichem Klang hilft den Astronaut*innen, sich besser im All zurecht zu finden und ist auch für weitere Anwendungen zukunftsweisend.

Das Audio-Feedback, das am Fachgebiet Elektronische Medientechnik erforscht wird, soll es den Astronaut*innen erleichtern, Aufgaben wie Wartungsarbeiten künftig präziser auszuführen und Fehler zu vermeiden, wie Dr. Stephan Werner, kommissarischer Fachgebietsleiter für Elektronische Medientechnik, erklärt:

Wir kreieren eine Audioillusion, die eine vertraute Umgebung schafft und damit das situationsbedingte Bewusstsein über seine Umgebung erhöht. Damit unterstützen wir die Astronaut*innen bei Weltraumspaziergängen, geben ihnen Sicherheit und reduzieren den Stress, dem sie im All ausgesetzt sind.

Nutzertests mit Astronautinnen und Astronauten

Nach einem Jahr Projektlaufzeit sollen beide Technologien in Kombination miteinander für mehrere Anwendungsszenarien erprobt und im Anschluss bei Nutzertests mit Mitarbeitenden der ESA zunächst auf der Erde erstmals zur Anwendung kommen – so das Ziel der Projektpartner. Im Anschluss könnten weitere Anwendungsgebiete des Audio- und Videosystems, etwa für Tätigkeiten in komplizierten Umgebungen wie unter Wasser oder für Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten an schwer zugänglichen Maschinen oder Orten, erschlossen werden. Zudem könnte das System in Zukunft auch für Missionen auf dem Mond oder Mars eingesetzt werden, so die Vision der Wissenschaftler*innen.

Eckdaten:

Titel: AVSPACE: Audiovisual Feedback to Augmented Manual Activities During Space Walks

Projektlaufzeit: 1. Oktober 2022 bis 30. September 2023

Projektpartner: TU Ilmenau, Europäische Weltraumorganisation (ESA), Europäische Astronautenzentrum (EAC)

Mitarbeitende: Dr. Tobias Schwandt (Projektleiter), Gunjan Kumari, Dr. Stephan Werner, Dr. Florian Klein, Georg Stolz, Annika Neidhardt

Kontakt

Dr. Tobias Schwandt

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Virtuelle Welten und Digitale Spiele