Datenbrillen – Technologie für erweiterte Realität

Verfügen Datenbrillen über verstecktes Potential für die Technik der Zukunft?

Die Technik der Datenbrillen aus Sicht der Entwickler beschreibt einer der Ingenieure, der an der vom Fraunhofer-Institut konzipierte Datenbrille mitgearbeitet hat. Bei der mit dem IT-Innovationspreis 2013 ausgezeichnete Brille handelt es sich um ein interaktives Modell mit bi-direktionalem OLED-Mikrodisplay.

Der Entwickler über seine Datenbrille

Fast jeder Mensch kennt die Situation auf einem riesigen Bahnhof im Ausland: Unter Zeitdruck muss das richtige Gleis zum Anschlusszug gefunden werden. In Europa und Nordamerika mag man sich noch zur Not zurechtfinden, wenn aber die Schriftzeichen an den Bahnsteigen kyrillisch, arabisch oder chinesisch sind, habe ich mir schon oft ein Accessoire wie unsere jetzt entwickelte Datenbrille gewünscht. Ich bräuchte damit nur auf die Bahnsteigbeschilderung schauen, die eingebaute Kamera liest die fremde Schrift ein, der integrierte Minicomputer übersetzt sie ins Deutsche. Ich sehe also neben dem realen Schild einen virtuellen deutschen Text, ein sehr praktisches Beispiel für die erweiterte Realität. Mein Smartphone muss ich nicht mehr aus der Hosentasche kramen, die Hände bleiben beide frei für das Gepäck – wie praktisch. Mir bleibt nur noch, in die richtige Richtung zu schauen, was ich zwangsläufig mache, und mit meinen Augen das Schild auszuwählen, dessen Schrift der Brillencomputer übersetzen soll. Die Brille liest mir meine Wünsche von den Augen ab, das besorgt der eingebaute Infrarotsensor. Auch den richtigen Weg vom Punkt A nach B kann mir die Brille virtuell mit Pfeilen anzeigen, ein Verlaufen auf dem riesigen fremden Bahnhof gibt es dann nicht mehr. Natürlich müssen wir Entwickler uns die Mühe machen, all das in die Software der Brillen einzuprogrammieren, auch fragt es sich, wie schnell die Brille von Fahrplanänderungen erfährt (über das Internet ist das möglich). Personen mit körperlichen Einschränkungen werden besonders von den neuen Brillen profitieren. Man denke an ein Wissenschaftsgenie wie Stephen Hawking, der inzwischen weder über Sprache noch über Handbewegungen kommunizieren kann. Er nutzt jetzt schon einen mit Augenbewegungen gesteuerten Sprachcomputer, unsere Datenbrille dürfte ihm die Unterhaltungen und das Publizieren seiner Ideen in Zukunft noch um einiges leichter machen. Sein bisheriges Equipment fällt immer noch recht groß aus. Dieses Problem haben sehr viele Nutzer der Vorläufertechnologien unserer Datenbrille, die allesamt noch schwerfällig und für die praktische Anwendung nur begrenzt geeignet sind.

Die Datenbrille im praktischen Arbeits- und Lebensalltag

Ich versetze mich als Entwickler in einen Monteur hinein, der einen schwierigen Wartungsauftrag durchzuführen hat. Im Gewirr der Kabel und Schrauben in einem Flugzeugrumpf zeigt mir die Datenbrille die richtige Schraube, ihren Platz und zusätzlich das Anzugsdrehmoment. Während ich es sehe, kann ich die Arbeit ausführen – ein Hin- und Herschauen von Plänen zu Teilen und und Werkzeugen gibt es nicht mehr. Und noch einen Vorteil liefert die Datenbrille: Ihre virtuellen Darstellungen sehen exakt so aus wie die tatsächliche Realität, in diesem Fall die Schrauben. Wie oft habe ich schon über schematischen Ausdrucken gebrütet, um das richtige Teil zu identifizieren? Das setzt sich im Alltag fort, wenn wir an unsere Bemühungen denken, um einen Schrank zusammenzubauen. Dass IKEA-Möbelstücke und ihr Aufbau jede Paarbeziehung gefährden können, ist inzwischen hinlänglich bekannt. Daran haben alle Kollegen unseres Entwicklerteams gedacht, als wir die Datenbrillen entwickelten. Natürlich dachten wir auch an Chirurgen bei Operationen und an Rettungsassistenten auf dem Weg durch den Großstadtdschungel zum Patienten, an Jäger auf der Pirsch und Touristen beim Sightseeing, denen die Datenbrille Informationen über die gerade angeschaute Umgebung liefert. Zu unserem Team gehören seit fünf Jahren die führenden OLED-Technologen und Schaltkreisdesigner des Fraunhofer-Instituts.

Technische Innovationen der Datenbrille

Die Technik ermöglicht es uns inzwischen, nur noch 2 x 2 cm große Mikrodisplays zu bauen, deren Auflösungen der eines handelsüblichen PC-Monitors entspricht. Für den Prototypen unserer Datenbrille entwickelten wir stromsparende OLED-Mikrodisplays, die effizienter arbeiten als herkömmliche LCDs. Ihre Technik basiert auf der separaten Beleuchtung nur derjenigen Pixel, welche das aktuelle Monitorbild gerade benötigt, während die LCD-Technik genau umgekehrt vorgeht: Es leuchten immer alle Pixel, die nicht benötigten werden abgedunkelt. Das Bild auf dem Mikrodisplay wird dann optisch wie bei einer Lupe vergrößert, was das eigene Kino in der Brille möglich macht. Die Steuerung erfolgt allein über die Augenbewegungen – darauf sind wir Entwickler vom Fraunhofer-Institut besonders stolz.