Die Konvergenz von VR und Robotik: Auf dem Weg zu einer effizienteren und intimeren Welt

Wir leben im Zeitalter technologischer Innovationen, in dem Technologien seit langem den großen Sprung von der Reduzierung repetitiver menschlicher Arbeit hin zur Verbesserung unserer Erlebnisse und der Art und Weise, wie wir mit verschiedenen Produkten und Lösungen interagieren, gemacht haben. Die Brücke zwischen diesen beiden Enden des Spektrums bilden zwei zentrale Technologiemodelle: VR und Robotik.

VR‑Headsets wie MetaQuest und VR‑basierte Spiele, die über Vertriebsplattformen wie Steam zugänglich sind, werden schnell zu einem Trend. Der Robotikmarkt hingegen könnte bis 2028 auf mehr als 214 Milliarden US‑Dollar anwachsen.

Vom virtuellen zum physischen Bereich übergehend, hat sich Robotik sowohl in industriellen als auch in kommerziellen Umgebungen bewährt. In den verschiedenen Branchen ist ihre Präsenz in folgenden Kategorien sichtbar, darunter:

• Automobil
• Chemie
• Elektro/Elektronik
• Lebensmittel
• Metall und mehr.

In kommerziellen/Service-Umgebungen bedient sie:

• Landwirtschaft
• Medizin
• Unterhaltung
• Haushaltsanwendungen

Darüber hinaus haben wir nun die isolierte Nutzung von VR und Robotik hinter uns gelassen. Beide Technologien mit ihrem breiten Potenzial zeigen bereits, was ihre Symbiose zu bieten hat. Und diese Verschmelzung ist, gelinde gesagt, transformativ.

VRoxy: Ein ideales Zusammenkommen von VR und Robotik

Einige Lösungen haben den Schnittpunkt von VR und Robotik erfolgreich genutzt. Diese Lösungen helfen uns zu verstehen, wie die Schnittmenge und Osmose mehrerer Technologiemodelle in letzter Zeit zu einem Wendepunkt geworden sind.

Hier betrachten wir VRoxy als spezifische Fallstudie, die die realen Anwendungen von VR‑Robotik in einem professionellen Umfeld veranschaulicht, die Fähigkeiten, die sie bieten kann, und die Forschung, die zu ihrer Entwicklung beiträgt.

Was ist VRoxy?

VRoxy trat erstmals in einem Papier mit dem Titel “VRoxy: Wide-Area Collaboration From an Office Using a VR-Driven Robotic Proxy” beim Association for Computing Machinery Symposium on User Interface Software and Technology (UIST) auf, das vom 29. Oktober bis zum 1. November in San Francisco stattfand.

Im Kern ist VRoxy ein System, das über einen Roboter und ein VR‑Headset Zugang zu entfernten Räumen ermöglicht. Es kann jede präzise Bewegung, egal wie klein sie ist, die der entfernte Nutzer im VR‑Raum ausführt, erfassen und als größere Bewegung des Roboters im physischen Raum projizieren. Dadurch kann der Nutzer große physische Räume bequem in einer niedrig‑aufgelösten Darstellung des entfernten Raums navigieren.

Wie VRoxy funktioniert: Funktionen und Merkmale

Der Nutzer eines VRoxy‑VR‑Headsets hat Zugriff auf zwei Anzeigemodi. Der erste ist der Live‑Modus, der andere der Navigations‑Modus.

Der Zweck des Live‑Modus besteht darin, ein immersives Bild des kollaborativen Raums in Echtzeit darzustellen. Ziel ist es, Interaktionen mit lokalen Mitwirkenden zu erleichtern.

Der Navigations‑Modus hingegen zeigt gerenderte Pfade des physischen Raums, damit der entfernte Nutzer schneller und reibungsloser mobil sein kann.

Die robotische Komponente des Setups wurde ebenfalls mit Blick auf Komfort entwickelt. Da das System automatisiert ist, erfordert es kein manuelles Steuern des Roboters. Stattdessen nutzt es das Signal einer 360‑Grad‑Kamera, um Echtzeit‑Interaktionen zu ermöglichen.

VRoxy ist zudem an nicht‑verbale Signale anpassbar, was bedeutet, dass es:

• Kopfrotation übersetzen
• Gesichtsausdrücke
• Zeigegesten
• Blickrichtung durch einen Telepräsenz‑Roboter an einem entfernten Standort

VRoxy: Die transformative Kraft von VR‑Robotik

Bis jetzt können wir klar nachvollziehen, wie die transformative Synergie zwischen VR‑Technologien und Robotik in VRoxy umgesetzt wurde. Sie hat die Mobilität von räumlichen Beschränkungen befreit und ermöglicht das Navigieren durch eine ausgedehnte entfernte Umgebung aus einem kleineren physischen Raum. Darüber hinaus kann man mithilfe der Lösung nahtlos zwischen verschiedenen Arbeitsbereichen wechseln.

VRoxy: Was die Zukunft bringt

VRoxy befindet sich noch in einem frühen Stadium seines Entwicklungszyklus, wobei weitere Innovationen am Horizont stehen. In Kürze wird die laufende Forschung voraussichtlich ermöglichen, dass VRoxy über Roboterarme mit entfernten Nutzern interagiert. Zudem wird an Echtzeit‑Mapping‑Fähigkeiten gearbeitet, die in unterschiedlichen Räumen wie Klassenzimmern eingesetzt werden können, wo Umweltanpassung und Navigation essenziell sind.

Dieser Fortschritt unterstreicht das enorme Potenzial, das die Wissenschaftsgemeinschaft, Innovatoren und Projektentwickler im kollaborativen Bereich von VR und Robotik sehen – eine Quelle weit verbreiteter Inspiration. Ein Beweis dafür ist die Universität Tsukuba in Japan, die Innovationen wie die Simulation von Kälteempfindungen ohne tatsächliche Kühlung demonstriert hat.

Klicken Sie hier, um mehr darüber zu lesen, wie VR und Robotik die Zukunft nahtloser Zusammenarbeit gestalten. 

Durchbruchforschung der Universität Tsukuba

Die Forschung hat zur Entwicklung einer berührungslosen Technologie geführt, die Kälteempfindungen konsistent simulieren kann, während die Hauttemperatur nahezu konstant bleibt. Mit anderen Worten, sie zeigt Wege, virtuelles/ sensorisches Kältegefühl über ein berührungsloses Verfahren zu erzeugen, ohne die Hauttemperatur physisch zu verändern.

Erzeugung von Empfindungen ohne Änderungen physischer Parameter: Wie es funktioniert

Die Technologie nutzt kalte Luftströmungen und eine Lichtquelle auf vorsichtige, präzise und effiziente Weise. Sie wechselt schnell zwischen einer durch den Luftstrom induzierten Kälteempfindung und einer sanften Wärme, die durch das Licht entsteht. Die Idee ist, das Phänomen der „Temperaturakklimatisierung“ zu nutzen, um unsere Fähigkeit, Temperaturänderungen in einer VR‑Umgebung beim Szenenwechsel zu erfassen, zu stören.

Um tiefer zu verstehen, wie dies funktioniert, weist die „Temperaturakklimatisierung“ darauf hin, dass wiederholte Exposition gegenüber denselben Reizen uns an diese gewöhnt. Es wird dann schwierig, neue Empfindungen zu erkennen.

Ein Durchbruch für zukünftige VR‑Innovationen

Die zentrale Aussage dieser Forschung ist, dass es möglich ist, ein virtuelles Kältegefühl zu erzeugen, ohne die Temperatur zu ändern. Ähnlich wie bei VRoxy, das Mobilität jenseits räumlicher Beschränkungen ermöglichte, erlaubt diese Forschung, sensorische Empfindungen zu erzeugen, ohne den eigentlichen Stimulus zu verändern.

Solche Fortschritte könnten die immersiven Fähigkeiten von VR erheblich verbessern – Eigenschaften, die für den zukünftigen Erfolg der Technologie entscheidend sind. Immersion ist eine Qualität, die für die Zukunft von VR ausschlaggebend sein kann. Sie ist ebenso wichtig, um Robotik ansprechender zu machen. Und die Forschung ist ein bedeutender Schritt zur Verbesserung dieser Qualität.

Sie kann das Metaversum zu einem realeren und spannenderen Ort machen, an dem sensorische Eingaben über einen längeren Zeitraum laufen können, wodurch simulierten Szenarien lebensähnlichere Eigenschaften verliehen werden.

Diese Forschungen, Experimente und Innovationen zeigen das wahre Potenzial von VR‑Robotik, bei dem der Himmel die Grenze ist und man sogar darüber hinaus denken kann. Dieses Potenzial ist nicht nur theoretisch, da VR‑Robotik in der jüngeren Vergangenheit bereits zahlreiche solcher Grenzen durchbrochen hat.

In dem Prozess hat sie sich in verschiedene Anwendungsbereiche gewagt, darunter:

• Medizin
• Bildung
• Training
• Design
• Notfallreaktion und vieles mehr

Wie VR‑Robotik in mehreren Anwendungsbereichen präsent ist

Fernmedizinische Verfahren

VR‑Robotik findet in zahlreichen Bereichen der medizinischen Praxis und Intervention Anwendung, darunter medizinische Ausbildung, Training, Chirurgie, Schmerzmanagement, Rehabilitation, Physiotherapie und mehr.

Chirurgen können in einem virtuellen Raum Probesoperationen durchführen, wodurch ressourcenintensive praktische Übungsphasen entfallen. Auf diesen Fähigkeiten aufbauend können ausgebildete Chirurgen anschließend virtuelle Operationen mit haptischen Controllern durchführen, was ihre Präzision und Technik weiter verbessert.

Durch diese Präzision und Kontrolle können Chirurgen die Bewegungen eines Roboterarms mittels VR steuern, ein Fortschritt, der von VRoxy demonstriert wird. Diese Technologie ermöglicht feine Manöver, die für die Chirurgie entscheidend sind, und ebnet den Weg für die „Fern‑Telechirurgie“ – bei der ein Chirurg an einem Ort einen Patienten an einem anderen Ort operiert. Diese Innovation stellt einen bedeutenden Wandel gegenüber traditionellen chirurgischen Methoden dar und bietet nahezu spielverändernde Möglichkeiten.

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Komplexe Trainingsumgebungen

In einigen Bereichen kann das Training in realen Szenarien teuer, risikobehaftet oder zeiteffizient ineffizient sein.

Militärisches Training könnte die Zerstörung kostspieliger Ressourcen erfordern, ebenso wie die Luftfahrt‑Ausbildung möglicherweise teure Ressourcen im Leerlauf oder unproduktiv hält. Ebenso kann im Bereich des Schmerz‑ und Verletzungsmanagements sowie der Schlaganfallrehabilitation das Training nicht die Luxuszeit langer Bildungsphasen zulassen, wenn Patienten leiden.

In all diesen Situationen kann VR reale Szenarien so genau wie möglich simulieren, während Robotik hilft, Bewegungen, Gesten und Handlungen bis zur kleinsten Präzision nachzubilden.

Bildung und Training

Training, insbesondere in den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen, Architektur und Medizinstudien, beinhaltet die Arbeit mit Materialien, Maschinen und menschlichen Leben. Während Bildungseinrichtungen häufig mit Finanzengpässen bei der Beschaffung dieser Ressourcen konfrontiert sind, wird der Zugang für Studierende und Lernende immer knapper.

Der Mangel an Zugang zu Chemikalien, komplexen Maschinen und Instrumenten hat Lernende, insbesondere aus Entwicklungsländern, häufig daran gehindert, das volle Potenzial der Gegenstände, die sie studieren oder mit denen sie arbeiten sollen, zu realisieren.

Während VR früher lediglich diese Szenarien simulierte, hat Robotik es ermöglicht, diese Instrumente und Maschinen zu testen, ohne sie zu kaufen und teure Infrastrukturen für deren langfristige Nutzung aufzubauen.

Design und Prototyping

VR‑Robotik hat sich als kollaboratives Lernwerkzeug für Technologie‑Design und Prototypenentwicklung bewährt. VR bietet unvergleichliche Freiheit beim Erstellen von Erlebnissen, sodass Designer ihre unmittelbaren physischen und sozialen Kontexte sowie Veranstaltungsmerkmale überschreiten können.

Diese Freiheit ermöglicht ein viel höheres Maß an Flexibilität, indem sie Zugang zu mehreren Perspektiven bietet, wahrnehmungsbezogene Einschränkungen reduziert und anpassbare Avatare bereitstellt. Ergänzend dazu verbessert Robotik den Designprozess, indem sie Interaktionen effektiver macht und über reine Wahrnehmung hinaus eine wirklich sensorische und physische Erfahrung schafft.

Notfallreaktionstraining

Der Name lässt bereits erkennen, dass für dieses Training ein Notfall erforderlich ist. Die Absurdität des Vorhabens führt zu einem Mangel an Notfallreaktionsfähigkeiten. VR‑Robotik hilft nicht nur bei der Simulation möglicher Notfallszenarien, sondern Trainer können auch die Vielfalt und Intensität von Nach‑Notfall‑Bedingungen maximieren, um eine optimal geschulte Belegschaft zu schaffen.

Auf den VR‑Robotik-Zug aufspringen: Technologieriesen bereit, Chancen zu maximieren

Das enorme Potenzial, das VR‑Robotik bietet, hat jeden renommierten Namen in diesem Bereich angezogen.

1. Apple

Zu den Vorreitern gehört Apple (AAPL ), das voraussichtlich bis 2030 jährlich über 20 Milliarden US‑Dollar einnehmen und mit seinen AR/VR‑Angeboten möglicherweise bis zu 70 Milliarden US‑Dollar erreichen soll. Diese ambitionierte Finanzprognose wird durch konkrete Schritte zur Produktrealisierung unterstützt. Laut Apples Lieferkettenpartner sollen die Apple AR/VR‑Headsets im Dezember‑2023‑Quartal auf den Markt kommen, mit einer anfänglichen Produktion von 300.000 bis 500.000 Einheiten. Analysten erwarten ein langsames Wachstum, mit 850.000 Einheiten im Geschäftsjahr 2024 und 3,4 Millionen im Geschäftsjahr 2026.

Die Aktie wird derzeit bei 182,45 $ gehandelt, was einen leichten Rückgang gegenüber dem 52‑Wochen‑Höchststand widerspiegelt. Dennoch hat der Wert des Technologieriesen in demselben Zeitraum beeindruckend über seinem Tief gehalten. Mit einem durchschnittlichen Tagesvolumen von über 61 Millionen gehandelten Aktien und einer atemberaubenden Marktkapitalisierung von 2,84 Billionen US‑Dollar ist Apples wirtschaftlicher Fußabdruck enorm. Die Dividenden erzählen eine Geschichte von konstantem Aktionärswert, ergänzt durch eine solide Gewinn‑pro‑Aktie‑Zahl.

Während Apple einem weiteren Dividendenzeitpunkt entgegenblickt, zeichnen seine Finanzkennzahlen das Bild eines Unternehmens, das nicht nur die Schwankungen des Marktes übersteht, sondern sie nutzt, um seine Position als Technologieführer zu festigen.

2. Microsoft

Das nächste Unternehmen, das im Bereich der Entwicklung immersiver VR‑Erlebnisse führend ist, ist Microsoft (MSFT ). Das HoloLens, ein von Microsoft entwickeltes und hergestelltes Mixed‑Reality‑Head‑Mounted‑Display, hatte bereits bis Ende Oktober letzten Jahres rund 300.000 Einheiten verkauft. Zusätzlich zu seiner Attraktivität kommt Microsofts gemeldeter Vertrag, diese Geräte an die US‑Armee zu liefern, der ein Volumen von bis zu 22 Milliarden US‑Dollar erreichen könnte.

Das Unternehmen wird bei 361,53 $ gehandelt, mit einem leichten Rückgang von 1,67 $ bzw. 0,46 % gegenüber dem vorherigen Schlusskurs. Microsofts Marktkapitalisierung liegt robust bei 2,69 Billionen US‑Dollar und unterstreicht seine Position als eines der wertvollsten Unternehmen weltweit. In den letzten 52 Wochen schwankte die Aktie zwischen 219,35 $ und 366,78 $, was eine gesunde Handelsspanne zeigt.

3. Meta

Jede Liste von Unternehmen, die das Rennen um die Entwicklung von VR‑Erlebnissen anführen, ist ohne Meta unvollständig, das bereits mit 17 Millionen verkauften Quest‑2‑VR‑Headsets eine bedeutende Marktdurchdringung erreicht hat. Um seine Position weiter zu festigen, hat Meta bereits das High‑End‑Meta‑Quest‑Pro eingeführt, das zu einem Preis von 1.500 $ angeboten wird. Wer nach einer preisgünstigeren Option sucht, kann auch das Meta Quest 3 in Betracht ziehen, das bei Markteinführung bei 499 $ startet.

In den letzten 52 Wochen erreichte die Aktie ein Hoch von 330,54 $ und ein Tief von 100,74 $, was eine erhebliche Preisspanne zeigt. Das Unternehmen verfügt über eine beträchtliche Marktkapitalisierung von 821,045 Milliarden US‑Dollar, was seine bedeutende Marktpräsenz unterstreicht, unterstützt durch 2,57 Milliarden ausstehende Aktien.

Das 10‑Tage‑Durchschnitts‑Handelsvolumen liegt bei 24,35 Millionen Aktien, was ein aktives Handelsvolumen anzeigt. Ein Beta von 1,21 deutet darauf hin, dass die Aktie im Vergleich zum Gesamtmarkt eine höhere Volatilität aufweist. Die seit Jahresbeginn (YTD) erzielte prozentuale Veränderung beträgt bemerkenswerte 166,05 %, was auf eine starke Performance in diesem Jahr hinweist.

4. Samsung

Es kursieren ebenfalls Spekulationen, dass Samsung mit seinem Mixed‑Reality‑Angebot zurückkehrt, das einen bedeutenden Teil seiner VR‑Robotik‑Innovationen enthalten wird. Es wird ein Headset mit vier Tracking‑Kameras, einer Pancake‑Linse, zwei nach außen gerichteten RGB‑Kameras, einem Tiefensensor, Eye‑Tracking, Hand‑Tracking, OLED‑Mikrodisplays und Samsungs Exynos‑2200‑Chipsatz geben.

Im Einklang mit diesem Innovationsdrang spiegelt sich dies in ihrem Finanzausblick wider: Der Technologieriese zeigt einen optimistischen Forecast, wobei die Verkäufe 2023 261.070 Milliarden KRW erreichten und für 2024 ein Sprung auf 300.279 Milliarden KRW erwartet wird. Investoren beobachten aufmerksam das erhebliche Wachstum der Nettogewinnprognosen, die von 10.900 Milliarden KRW im Jahr 2023 auf beeindruckende 29.051 Milliarden KRW im folgenden Jahr steigen sollen. Mit einer soliden Netto‑Cash‑Position und einer stabilen Dividendenrendite von über 2 % signalisiert Samsungs finanzielle Gesundheit ein robustes Wachstum und anhaltendes Vertrauen der Investoren.

Der Grund, warum diese Technologieriesen in VR‑Robotik einsteigen wollen, liegt in den sich daraus ergebenden Chancen. Sie steigern das Nutzererlebnis vielfach und helfen technologischen Innovationen, ihre Grenzen in Bezug darauf, was wir in einer mehrdimensionalen Welt erreichen können, zu überschreiten.

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Die spannende Zukunft der VR‑Robotik

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass VR Erlebnisse immersiv macht, während Robotik den Nutzern hilft, sich lebendiger und energischer zu engagieren. Innovationen rund um diese Technologien werden Ressourcen sparen, das Lernen effektiver machen und das Training optimal an reale Szenarien annähern. Sie werden räumliche Beschränkungen aufheben, sodass Teleportation zur Praxis wird und nicht mehr nur in Science‑Fiction‑Büchern vorkommt. Ein begrenzter Ressourcensatz wird in der Lage sein, mehr zu erreichen.

Ein großer Teil des Erfolgs hängt davon ab, wie viel die Technologieunternehmen bereit sind, in Forschung und Entwicklung zu investieren. Doch angesichts der aktuellen Trends werden die Mittel in diesem Bereich weiter zunehmen. Die Zusammenarbeit mit anderen relevanten Technologiemodellen wie KI und Machine Learning wird den Umfang erweitern, die Feinheit erhöhen und das Angebot anpassungsfähiger, flexibler und zutiefst realer machen.