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Lernen in der virtuellen Realität

Am Forschungskolleg der Universität Siegen (FoKoS) entwickeln WissenschaftlerInnen ein innovatives Lernsystem, bei dem sich die Lernenden in einer virtuellen Umgebung bewegen. Eine erste Anwendung ist bereits im Einsatz.

Lernende tauchen in eine virtuelle Arbeitswelt ein. Darin können sie unterschiedliche Prozesse und Abläufe nachspielen und damit unmittelbar erfahren und begreifen – anstatt sie nur theoretisch nachzuvollziehen. Auf dieser Idee basiert ein innovatives Lernsystem, das gerade am Forschungskolleg der Universität Siegen (FoKoS) für die berufsbegleitende Bildung und den Hochschulbereich entwickelt wird. Wie das Lernen in einer virtuellen Umgebung praktisch funktioniert, zeigt eine erste Virtual Reality-Anwendung, die die ForscherInnen im Rahmen des Projektes ELISE („Entwicklung eines interaktiven und emotionssensitiven Lernsystems zur Kompetenzerhaltung im Bereich des Geschäftsprozessmanagements“) konzipiert haben. Sie wurde auf der Begleitkonferenz zum Nationalen IT-Gipfel „Digitale Bildung“ einem größeren Publikum vorgestellt.

Lernende spielen Geschäftsprozesse nach

Bei der Anwendung werden Lernende mit Kopfhörern, einer Virtual Reality-Brille und einem Controller ausgestattet. Damit bewegen sie sich durch ein virtuelles Bürogebäude und müssen eine Aufgabe erledigen: Ein virtuelles Paket soll mit Hilfe des Controllers von einem Ort zu einem anderen getragen und einem Avatar übergeben werden. „Es handelt sich um ein ‚Serious Game‘, also ein digitales Lernspiel, das einen einfachen Geschäftsprozess zeigt“, erklärt Projekt-Koordinator Henrik Kampling. Die Paket-Anwendung sei allerdings nur ein erster Entwurf, ein so genannter ‚Show Case‘, betont er. Aufbauend auf der Technik möchte das Team komplexere Prozesse entwickeln – beispielsweise den Weg eines Pakets vom Postzentrum über die verschiedenen Stationen der Zustellung bis zum Empfänger.

Neben Logistikprozessen können auch Einkaufs- oder Produktionsabläufe innerhalb von Virtual Reality-Umgebungen abgebildet und erlebbar gemacht werden. Sie lassen sich dabei sogar aus unterschiedlichen Perspektiven betrachten – etwa der der KundInnen, der MitarbeiterInnen oder gar der des Geschäftsobjektes. Doch wie muss ein solches virtuelles Lernsystem konzipiert sein, damit es zu einer Optimierung von Lernprozessen kommt? Wo können solche Programme eingesetzt werden? Und werden sie von den potentiellen NutzerInnen überhaupt akzeptiert? Fragen wie diese möchten die ForscherInnen im Rahmen des ELISE-Projektes klären. „Wir hoffen, unter Einsatz der modernsten Technologien einen wertvollen Beitrag zum gesellschaftlich wichtigen Bereich des ‚lebenslangen Lernens‘ zu ermöglichen“, sagt FoKoS-Direktor Prof. Dr. Dr. Björn Niehaves.

Lernsystem soll Emotionen erkennen

Um die individuellen Bedürfnisse der Lernenden dabei optimal zu berücksichtigen, arbeitet das Team daran, das neue Lernsystem intelligent zu machen: Emotionen wie Frustration oder Langeweile werden erkannt – und die Vermittlung der Lerninhalte entsprechend anpasst. Ist der Lernende frustriert, weil die Prozess-Simulation zu schnell und anspruchsvoll ist, kann die Geschwindigkeit automatisch reduziert werden, um die Lerninhalte zu vereinfachen. Kommt es umgekehrt zu Langeweile, kann das Niveau angehoben werden. Die Emotionserkennung funktioniert dabei über Sensoren, die am Körper getragen werden und beispielsweise den Puls oder die Herz-Rate messen.

„Wir sind aktuell dabei, Daten für die Emotionserkennung zu sammeln“, sagt Henrik Kampling. Dazu setzen die WissenschaftlerInnen freiwilligen Testpersonen unterschiedlichen Situationen aus und erheben dabei körperbezogene Daten – neben Puls und Herz-Rate zählen dazu auch der Hautleitwiderstand oder die Haut-Temperatur. Die Ergebnisse werden anschließend über Mustererkennungs-Algorithmen Emotionen zugeordnet und in das Lernsystem integriert.

ELISE ist interdisziplinär

Ziel des ELISE-Projektes ist es, bis 2019 einen Demonstrator für ein interaktives, virtuelles und emotionssensitives Lernsystem zu entwickeln. Es handelt sich um ein interdisziplinäres Vorhaben unter Beteiligung der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, Wirtschaftsinformatik und Wirtschaftsrecht, sowie der naturwissenschaftlich-technischen Fakultät der Universität Siegen. Das Forschungskolleg diene dabei als Schnittstelle, erklärt FoKoS-Direktor Niehaves: „Bei ELISE handelt es sich um ein beispielgebendes Projekt, das zeigt, welche Innovationsleistung das Verschmelzen unterschiedlicher Forschungsdisziplinen unter einem Dach hervorbringen kann.“

Hintergrund:
An der Universität Siegen sind die Forscherteams von Prof. Dr. Dr. Björn Niehaves (Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Center for Responsible Innovation & Design), Prof. Dr. Rainer Brück (Lehrstuhl für Mikrosystementwurf) und Prof. Dr. Marcin Grzegorzek (Forschungsgruppe zur Mustererkennung) am ELISE-Projekt beteiligt. Sie arbeiten mit dem Spieleentwickler „Limbic Entertainment GmbH“ (Thomas Steuber, Konsortialführer) und dem Softwarehersteller „Software AG“ (Marc Dorchain) zusammen. Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 1,5 Millionen Euro gefördert. Informationen und aktuelle Veröffentlichungen zum Projekt gibt es unter www.uni-siegen.de/fokos/.

Ansprechpartner:
Henrik Kampling (wiss. Mitarbeiter am FoKoS), E-Mail: henrik.kampling@uni-siegen.de, Tel.: 0271-740 3277

Die ForscherInnen suchen aktuell noch freiwillige Testpersonen für die Tests zur Emotionserkennung. Interessierte über 18 Jahren können sich per E-Mail bei Henrik Kampling melden: henrik.kampling@uni-siegen.de