Living Lab

Das Living Lab „Motion Simulation & Softwareentwicklung“ der Hochschule Mittweida ist Teil der Fakultät „Angewandte Computer- & Biowissenschaften“ und dient hier sowohl als Ausbildung- & Forschungslabor aber auch als Showroom im Bereich Hochschulöffentlichkeitsarbeit. Die Arbeit im Living Lab konzentriert sich auf den Forschungsschwerpunkt Immersive Experience, welcher die Medieninformatik seit mehreren Jahren in unterschiedlichen Projekten prägt.

Das Living Lab entwickelt und evaluiert unterschiedliche Motion-Konzepte hinsichtlich geeigneter Anwendungsbereiche, Rahmenbedingungen und Komplexität. Hierzu wurden in den vergangenen Jahren mehrere Technologieträger konzipiert und implementiert. Je nach Aufbau und Geometrie sind hiermit verschiedene Freiheitsgrade in der Bewegung möglich. Die nachfolgende Darstellung veranschaulicht alle 6 möglichen Freiheitgrade (= DOF – Dimension of Freedom) im Bereich der Motion-Simulatoren. Für dedizierte Effekte kommen außerdem separate Aktuatoren zum Einsatz. Somit werden Überlagerungen und gegenseitige Beeinflussungen von Motion-Effekten, welche sonst kombiniert auf den gleichen Aktuatoren abzubilden sind, ganzheitlich vermieden. Bsp. für derartige, dedizierte Aktuatoren sind aktive Gurtstraffermodule, Traction Loss Module oder auch separat umgesetzte Verfahrschlitten für Surge-Effekte. Die nun vorhandenen Simulator-Plattformen verwenden jeweils angepasste Aktuatoren, Peripheriekomponenten und Software-Tools. Für die visuelle Ausgabe sind alle Systeme sowohl klassisch mittels Multi-Monitor-Anzeige nutzbar, als auch mittels VR-Headset. Letztere bieten deutlich mehr Möglichkeiten, den Immersionsgrad der virtuellen Umgebung für die Probanden zu erhöhen. Gleichzeitig besteht bei VR-Nutzung je nach Simulationsszenario und individueller Eignung der Probanden eine erhöhte Gefahr einer Kinetose ( = Bewegungskrankheit / Motion Sickness), welche zu Übelkeit und Schwindel führen kann. Besonders bei der Erprobung neuer Motion Effekte und der Integration mehrere Effekte & Feedbackquellen kann es hier zu Einschränkungen kommen, weshalb klassische Monitor-Setups weiterhin als Alternativlösung genutzt werden.

2018

Projektstart Living Lab „Motion Simulation & Softwareentwicklung“

- Konzept & Umsetzung eines 3DOF Technologieträgers als gemeinsame Ausbildungsplattform - Ziele: Schaufensterprojekt: Integration mehrerer Ausbildungsschwerpunkte der HS Mittweida: Informatik, Elektrotechnik, Maschinenbau, Medien MINT Demonstrator im Bereich Hochschulöffentlichkeitsarbeit Datenquelle für die Telemetriedatenakquise im Rahmen mehrerer Lehrveranstaltungen

2019

Start Ausbaustufe 1 „Evaluierung Motion Konzepte“ und Start Ausbaustufe 2 „Technologieexploration Motion Aktuatoren“

Konzept & Umsetzung einer Hexapod Konstruktion als 6DOF Technologieträger Integration von Traction Loss Konzepten zur Darstellung von Gripverlust an der Hinterachse Integration von VR-Headsets mit externen & internen Tracking Systemen Ziele: Erweiterung der Ausbildungsplattformen für die Schwerpunkte: Datenanalyse, Hardware- / Software Codesign, Interaktives Entertainment Vergleichsstudie bzgl. Leistungsfähigkeit, Flexibilität und Detailgrad für Motion Simulatoren Aufbau von Know-How im Bereich Hexapod-Plattformen & Aktuator-Ansteuerung Start Ausbaustufe 2 „Technologieexploration Motion Aktuatoren“ Konzept & Umsetzung einer 4DOF Plaform Mover Konstruktion Integration von zusätzlicher Peripherie-Komponenten für die Gurtstraffung Integration Windsimulation mit adaptiven Kurveneffekten Ziele: Optimierung der Motion Effekte hinsichtlich Latenz & Präzision Evaluierung neuer Antriebe und Motion-Geometrien Untersuchungen bzgl. der Auswirkungen von Motion-Effekt-Überlagerungen Etablierung Forschungsschwerpunkt: Immersive Experience Studien zur Telemetriedatenauswertung Bereitstellung der HSMW eSports Hardwareplattform im Bereich Motorsportsimulation

2020

Start Ausbaustufe 3 „Automotive & Aviation Simulation Plattform“

Konzept & Umsetzung einer dedizierten Flugsimulationsplattform mittels 6DOF Hexapod Integration von G-Seat Konzepten für aktive Sitzansteuerung Synchronisation / Motion Profile Experimentalsetup Air-G System als pneumatisch taktiles Feedbacksystem Ziele: Generierung fahrzeugspezifischer Motion Profilen unter Verwendung maschineller Lernverfahren Generierung von Fahrerprofilen basierend auf Telemetriedaten unter Verwendung maschineller Lernverfahren Teilautomatisierte Fahrdatenanalyse zur Erkennung individueller Fahrfehler und Schwächen Strukturierte Anforderungsanalyse für Automotive & Aviation Motion Simulator Plattformen Physische & psychische Belastungsmessungen der Piloten auf Basis zusätzlicher Messsensorik

2021

Ausbaustufe 4 „Realweltabgleich & Pre-Safety-Assist Features“

Erprobung mittels direktem Datenabgleich realer Fahrzeugmessdaten mit virtuellen Datensätzen Adaptive Anpassung von Reifen- / Aerodynamik- / Physik-Modellen der Simulationsplattform auf Basis der Messdatenanalyse Prädiktion von Unfallsituationen (proaktiv) auf Basis der vorhandenen Wissensbasis und aktuellen Telemetriedaten (Pre-Safety Features)

2022

Ausbaustufe 5: „Telemetriedatenabgleich realer Fahrsicherheitssysteme & eSports“

Erweiterung Technikbestand speziell für eSports Anwendungen Einbindung Simulator-Telemetriedaten Haus 44 (eSports-Labor) in gemeinsamen Datenkorpus Bereitstellung mobiler Technologieträger für Messen und externe Events Konzeption von Prozessketten zum Datenabgleich realer Fahrzeug-Telemetriedaten mit den virtuellen Fahrzeug- und Simulatormodellen mzug Living Lab neuer Standort: Haus 6, Raum 6-001 größeren Flächen ebenerdiger Zugang Optimierung der Datenanbindung sowie der Stromversorgung Minimierung von Störfaktoren durch den Betrieb der Plattformen auf die umgebenden Räumlichkeiten

2023

Ausbaustufe 6: „Large-Scale Simulation & automatisierte Telemetriedatenanalyse“

Ausbaustufe 6: Verstärkter Fokus auf reale Messreihen und Messszenarien zur Optimierung der Fahrzeugmodelle Evaluierung Methoden zur teilautomatisierten Telemetriedatenanalyse Evaluierung Methoden zur teilautomatisierten Fahreranalyse Regelmäßige Benefizturniere zur Außenwerbung für die Hochschule Mittweida und dem CSMRT-Institut Large-Scale Simulator-Plattform KTM Kooperation mit KTM als erster OEM (Original Equipment Manufacturer) Bereitstellung und Umbau eines KTM XBow GT2 Carbon Monocoque Chassis als Simulatorplattform Telemetriedatenabgleich für KTM XBow in realen und virtuellen Testszenarien

2024

Planung Ausbaustufe 7: „Profiling & KI-gestützte Optimierung“

Nutzung der Laborumgebung für mehrere geförderte Forschungs- und Industrieprojekte Systemintegration Simulator-Verbundnetzwerk Modulare Simulator-Plattformentwicklung

  • 6-Achsen-Simulationsplattform (Hexapod)
  • 4-Achsen-Simulationsplattform (Platform-Mover)
  • Doppelsitz-Platform
  • 3-Achsen-Simulationsplattform (Seat-Mover)
  • 6-Achsen-Flugsimulator & G-Seat
  • KTM Xbow Large-Scale Simulator
  • Black Mamba
  • Multi-Szenario-Plattform
  • Small-Scale Simulator-Plattform „BOB“