Bewertung von 3D-Auswahlaufgaben in Parabelflugbedingungen: Zeigeaufgabe in Augmented-Reality-Benutzerschnittstellen (3DPICK)

Während einer Weltraummission muss die Besatzung unterschiedlichste Aufgaben unter unterschiedlichen Beschleunigungsbedingungen erfüllen. Beim Umgang mit Displays und Bedienelementen während einer Mission hängt die Leistungsfähigkeit des Astronauten stark von einer intuitiven Bedienbarkeit ab. Derzeit erforschen und entwickeln Forscher verschiedene Augmented-Reality-Schnittstellen für das International Standard Payload Rack (ISPR) Biolab, das im Columbus-Modul der Internationalen Raumstation (ISS) installiert ist. Augmented Reality (AR) ist eine direkte oder indirekte Live-Ansicht einer physischen, realen Umgebung, deren Elemente durch computergenerierte sensorische Eingaben wie Ton, Video, Grafiken oder GPS-Daten erweitert werden. Der Einsatz von AR-Technologien unterstützt nutzerorientiert Arbeitsabläufe in Entwicklung, Produktion und Betrieb komplexer technischer Produkte und Systeme. Es ist denkbar, dass solche Schnittstellen in zukünftigen bemannten Missionen für Weltraumoperationen verwendet werden, wo der Astronaut mit virtuellen Informationen umgeht, die die physische Realität bereichern. Um die Unterstützung für das operative Bodenteam und die Raummannschaft durch die Durchführung von Service- und Wartungsaufgaben im Columbus-Weltraumlabor Biolab zu verbessern, erforschen die Forscher innovative dreidimensionale (3D) Interaktionstechniken, die eine intuitive Art der Interaktion mit den virtuellen Inhalten ermöglichen. Die entwickelten AR-Schnittstellen für das ISPR Biolab sollen Unterstützung bei der Abwicklung standardisierter Service- und Wartungsverfahren bieten. Diese Forschung konzentriert sich in erster Linie auf die Unterstützung des Bodenteams bei seiner Arbeit am Ingenieurmodell des Biolab, das in Köln am Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin angesiedelt ist. Die spätere Anwendung dieser Schnittstellen auf Weltraumoperationen erfordert eine vorherige Erforschung des Einflusses verschiedener Beschleunigungsbedingungen, die in der aktuellen Entwurfs- und Entwicklungsphase der Forscher berücksichtigt werden sollten. Ein wichtiger Aspekt konzentriert sich dabei auf die richtige Platzierung virtueller Benutzeroberflächen bei der Interaktion mit ihnen. Um die menschliche Adaption der Handhabung und Steuerung virtueller AR-Schnittstellen zu untersuchen, bezeichnet dieses Experiment eine Usability-Studie, die Erkenntnisse über die menschliche geistige Arbeitsbelastung und sensomotorische Koordination liefern wird, während die Experimentieraufgabe unter verschiedenen Erdbeschleunigungen durchgeführt wird. Das vorgeschlagene Experiment wird wesentliche Informationen zum Verständnis der adäquaten Qualitätsmerkmale bei der Platzierung virtueller Schnittstellen in der physischen Realität liefern und störende Faktoren bei der Anwendung unter Hyper-g- und Mikro-g-Bedingungen identifizieren.