In der virtuellen Realität für die Chemische Industrie trainieren

 CITEC-Forschende beteiligen sich an einem europäischen Projekt

Ziel des Projekts „Charming“ ist es nicht nur, Beschäftigte aus der Industrie im virtuellen Raum besser und effektiver weiterzubilden als bisher. Es geht auch darum, Kinder und Jugendliche für die Chemie zu interessieren. Dafür sind insgesamt 15 Doktorandenstellen ausgeschrieben.

Dr. Thies Pfeiffer zeigt, wie die Arbeit am virtuellen Reaktor aussehen könnte. Wenn ein Chemiereaktor einen Tag lang nicht regulär arbeiten kann, weil Beschäftigte sich damit weiterbilden, wird das für ein Unternehmen schnell sehr teuer. „Unsere Idee ist es deshalb, einen virtuellen Reaktor zu kreieren, an dem Chemiker unter realen Bedingungen trainieren können“, sagt Dr. Thies Pfeiffer. Er ist Leiter des Labors für Virtuelle Realität am Zentrallabor des Exzellenzclusters Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) der Universität Bielefeld.

Gemeinsam mit weiteren CITEC-Forschenden ist Pfeiffer an dem Projekt Charming beteiligt, das im November 2018 unter dem Namen Charming in sieben Ländern beginnt. Es läuft insgesamt 48 Monate lang und hat ein Volumen von vier Millionen Euro. Ein Ziel ist es, Chemikerinnen und Chemiker durch virtuelle Simulationen effektiver weiterzubilden als bisher. „Außerdem wollen wir erreichen, dass sich Schülerinnen und Jugendliche für die Chemische Industrie interessieren“, sagt Pfeiffer. Vor Ort in Bielefeld ist noch Privatdozent Dr. Sven Wachsmuth beteiligt, der das Zentrallabor leitet, beratend unterstützen außerdem Professorin Dr. Friederike Eyssel von der Fakultät für Psychologie und Professorin Dr. Gisela Lück von der Fakultät für Chemie.

Die Chemische Industrie ist in Europa im Umbruch – und es gibt einen starken Bedarf an hochqualifizierten Beschäftigten, erläutert Pfeiffer. Durch Smart Factories und die Digitalisierung wachsen zudem die Anforderungen: „Es reicht heutzutage nicht mehr aus, sich einmal Fähigkeiten anzueignen und diese dann ein Leben lang anzuwenden“, sagt Pfeiffer. „Stattdessen ist es notwendig, immer weiter zu lernen und die eigenen Fähigkeiten an die Anforderungen anzupassen und sie laufend weiterzuentwickeln.“

Das ist auch das Ziel von Charming. Das Projekt soll es ermöglichen, grundlegende Fähigkeiten in virtuellen Umgebungen zu trainieren. „Dabei werden ganz verschiedene Konzepte und Prototypen untersucht“, sagt der Forscher. Zum Beispiel sollen sich Schülerinnen im Alter von acht bis 14 Jahren im virtuellen Raum ganz spielerisch mit chemischen Reaktionen befassen und sie erproben.

Im Fokus des Projekts stehen auch Schüler, Schülerinnen und Studierende im Alter von 15 bis 23 Jahren. „Bei dieser Altersgruppe geht es darum, chemische Prozesse zu verstehen und ihre Bedienung einzuüben“, sagt Pfeiffer. Die Beteiligten können zum Beispiel anspruchsvolle Reaktionen virtuell durchspielen, ohne dass ihnen Verletzungen drohen, wenn einmal etwas schiefgehen sollte.

Eine weitere Säule des Projekts schließlich sind Beschäftigte aus der Chemischen Industrie. „Wir wollen sie mit umfassenden Simulationen besser darauf vorbereiten, Anlagen zu bedienen“, sagt der Forscher. „Außerdem können wir sie gefahrlos auf Ausnahmefälle vorbereiten – insbesondere auf solche, die unter den Explosionsschutz fallen.“ Viele Inhalte seien sehr komplex, sagt Pfeiffer. Daher ist es schwierig, sie nur abstrakt zu lernen, ohne sie zu erproben.

An der Universität Bielefeld wird es zunächst darum gehen, die technische Komponente für das Projekt zu entwickeln. „Wir wollen verschiedene Ansätze erproben, mit denen sich die Trainingseinheiten so ausgestalten und anpassen lassen, dass sie der Kompetenz der Trainierenden entsprechen“, sagt Sven Wachsmuth. Das Team vom CITEC bringt dabei eine langjährige Erfahrung aus Trainingssimulationen in der virtuellen Realität mit, unter anderem für motorisches Lernen und Prozesse in der Pflegeausbildung wie auch dabei, begleitende Assistenzsysteme mit Smart Glasses zu erproben.

Mit vollem Namen heißt das Projekt „European Training Network for Chemical Engineering Immersive Learning“ (Europäisches Trainingsnetzwerk für immersives Lernen in der Chemietechnik). Für Charming sind insgesamt 15 Doktorandenstellen ausgeschrieben, eine davon wird an der Universität Bielefeld angesiedelt sein. Die Projektpartner sind nicht nur in Deutschland, sondern auch in Belgien, Dänemark, Frankreich, Großbritannien und den Niederlanden angesiedelt. „Zielgruppe sind jeweils Doktoranden aus dem Ausland“, sagt Pfeiffer. Deshalb können sich für die Stelle an der Universität Bielefeld keine Doktoranden bewerben, die in den letzten drei Jahren länger als 12 Monate in Deutschland lebten – aber ihnen stehen natürlich die Stellen bei den Partnerorganisationen offen. „Das Ziel ist es, im Laufe des Projekts auch mehrere Monate bei Partnern im Ausland zu verbringen, sagt Pfeiffer.

Charming wird vom Forschungs- und Innovationsprogramm „Horizont 2020“ der Europäischen Union gefördert, Förderkennzeichen 812716.

Weitere Informationen:
Ausschreibung der Promotionsstellen: https://charming-etn.eu

Kontakt:
Dr. Thies Pfeiffer, Universität Bielefeld
Exzellenzcluster Kognitive Interaktionstechnologie (CITEC) / Leiter des Labors für Virtuelle Realität
Telefon: 0521 106-12373
E-Mail: tpfeiffe@techfak.uni-bielefeld.de

Autorin des Artikels: Maria Berentzen