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Idee
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Förderband
welches in alle 360° Richtungen fördern kann.
Mit diesem kann man Dinge z.B. Ladung bewegen oder auf diesem kann
man gehen/laufen. Entscheidend hierbei ist die Verknüpfung von Steuerungstechnologie
und Virtueller Umgebung.
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Die
Idee ist ein Simulator für
einen virtuellen Raum, in dem sich eine Person in alle Richtungen
gehend bewegen kann. Sensoren zeichnen hierzu die Fuß und Körperbewegungen,
sowie die eines etwaigen Zeigers/Pointer auf und verrechnen die
Daten in Echtzeit mit dem Steuerungssystem und der Virtuellen Umgebung.
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In
der großen
Zahl der Computerspiele, Science-Fiction Fans liegt, und Vergnügungsparks
die Kundschaft, für
meine Idee.
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Als
weiteres Zielfeld nenne ich die Trainingssimulation von Militär bzw. Polizeipersonal,
sowie Rettungseinsätze,
Verkehrserziehung..
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Ich
nenne es "DYnamic
VIrtuell Roomsimulation" oder
kurz „DYVIR" oder in Anlehnung
an Cyberspace, "Dyvirspace". Dies erinnert an
das englische to dive oder diver, eintauchen oder Taucher in virtuellen
Räumen.
Der Begriff "Diverspace" ließe sich
auch ableiten und Schützen.
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In
einer kleinen Form, „Transportscheibe" und deren Reihung
eignet sich die Konstruktion auch für die Verholung von Frachtgütern in
Flugzeugen. „TransportDisc
Shifter" „TDS" (Transportscheiben Verschieber)
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Konstruktionsidee
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DYVIR (DYnamic VIrtuell Roomsimulation)
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Ein
Kunststoffbalg umhüllt
zugspannungsfrei eine abgeflachte gleitbeschichtete feststehende
Linse. Der Balg wird nach Wunsch/Erfordernis über die Linse mittels beides
umklammernde Stellmotoren herumgezogen.
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TDS (TransportDisc Shifter)
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Eine
Gleitstoff befüllte
verschlossene Gummiblase umhüllt
eine Teflonscheibe. Name: „Transportscheibe", „Scheibenlager". Diese liegt in
einem Bett. Die Gummihülle
wird von äußeren Stellmotoren angetrieben.
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In
einer technisch aufwendigen Form sind in der Linse die Stellmotoren,
Steuerungselektronik und per Induktion aufzuladende Akkus integriert,
es entsteht eine sich selbstbewegende Scheibe. Liegt diese in einem
Gleitbett, welche die Scheibe umschließt, läuft die Scheibe nicht weg,
sondern transportiert z.B. Koffer, Pakete etc. in verschiedenste
Richtungen. Dies wäre
der „Selfmoving
TDS" „STDS". Wird Luft in das
Bett eingeblasen oder Kugeln zur Lagerung verwendet verringert sich
die Reibung, die Ansteuerung erfolgt per Funk. Erfolgt der Betrieb
stationär
per Induktion, könnte
auf die Akkus verzichtet werden. Leichte Kunststoffscheiben statt
Rollenlager.
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Details DYVIR
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Die
Linse ist eine kreisförmige
Scheibe deren Rand von einem großen Radius zu einem kleinen
Radius konisch, übergeht.
Die dicke der Linse ist der Anforderung entsprechend zu wählen. Die
Linse besteht aus zwei oder mehreren Teilen die getrennt voneinander
in den Balg eingebracht werden und in diesem z.B. verschraubt werden.
Die Linse ist Teflon beschichtet und besteht aus einem verstrebten
Aluminium Hohlkörper.
Sie kann auch aus zwei oder mehreren verstrebten Kunststoff Spritzgießteilen
zusammengesetzt sein.
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Der
Durchmesser der Linse entspricht den Anforderungen, so wäre der Durchmesser
für eine Sonderkräfte Trainingsanlage
groß,
ca. 5 m, und für einen
Spielhalle klein, ca. 3 m.
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Der
Kunststoffbalg kann aus den verschiedensten zug- und abriebfesten
Kunstoffen bzw. Geweben bestehen. Am besten jedoch wäre eine
Gummiblase/Hohlkugel aus dem Material wie es bei Förderbändern genutzt
wird. Dieses könnte
zusätzlich mit
Gleitscheiben gespickt werden.
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Die
Oberfläche
der Linse entspricht der Innenoberfläche der Kunststoffblase, so
dass keine Zugspannung auftritt. Vor der vollständigen Verschließung der
Balgöffnung
wird ein den Kunststoff nicht schädigendes Gleitmittel eingefüllt, z.B.
Silikonöl.
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Oberhalb
und unterhalb der Linse an deren konischen Rändern greifen für 8 Winkelsegmente
16 Stellmotoren an. Die Linse ist somit von 16 Stellmotoren umfasst.
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Im
Prinzip sind dies angetriebene Gummiräder/Walzen die kardanisch gelagert
sind und in einem Zusammenspiel den Kunststoffbalg in die benötigte Richtung
bewegen.
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Diese
benötigte
Richtung ergibt sich aus der Bewegung der Person auf der Linse.
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Auf
der Linse in der Mitte/Zentrum befindet sich der virtuelle Raum
in dem sich die Person bewegt.
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Dieser
virtuelle Raum soll stets im Zentrum verbleiben.
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Verlässt die
Person dieses Zentrum so verschieben die Stellmotoren den Balg mit
der Person in das Zentrum.
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Erfolgt
diese Verschiebung in Anpassung an die Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit,
bewegt sich die Person vermeintlich im virtuellen Raum, verbleibt
aber im Festen Raum an der selben Stelle. Ein umlaufender Schutzring
verhindert ein unbeabsichtigtes abstürzen.
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Die
Stellmotoren befinden sich in einem Gerüst, welches auf Hydraulikstempel
gelagert ist.
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Verlangt
die Virtuelle Umgebung nach einem Anstieg wie etwa einer Schrägen Rampe
so bewegen die Stempel das Gerüst
in den entsprechenden Winkel.
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Virtuelle Umwelt
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Beschreibung für Sonderkräfte Trainingsanlage.
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Der
virtuelle Raum kann für
die Person auf zwei Wege erzeugt werden. 360° Projektion auf eine Gewölbte Kuppelinnenfläche vom
Zentrum der Kuppel aus. Dort wären
dann zusätzliche
Sensoren. Vorteil, die Augen sind entspannt. Die Kuppel kann als Kugelfang
ausgestaltet werden. Nachteil Zusätzliche Gegenstände welche
die Umgebung realistisch machen lassen sich in diesem Raum nicht
verwenden. Eine Umrüstung
je nach Bedarf wäre
einfach.
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Für zusätzliche
Gegenstände
die im virtuellen Raum gesehen werden können, und im realen eine Entsprechung
verlangen, empfiehlt sich eine Brillenprojektion. Der reale Gegenstand
muss dann an der Stelle sein, an dem sich in der Projektion der Gegenstand
befindet.
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So
ist es möglich
z.B. eine Wand an die der Proband sich anlehnen könnte, durch
das einschwenken eines senkrechten Laufbandes an einem Teleskoparm
im wirklichen Raum hinein an die Position im virtuellen Raum, zu
realisieren. Derartige Teleskoparme sind in der Filmproduktion zu
finden. Ebenso wäre
es möglich
z.B. ein Fenster, eine Tür, zwei
Reihen Flugzeugsitze und dergleichen in die virtuelle Umgebung als
Realgegenstand einzubringen.
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Da
die virtuelle Umgebung in meiner Erläuterung ein Gebäude ist
und das Gebäude
bekannt ist, gibt es Bewegungsrichtungen des Probanden die man vorher
sagen kann. Er wird also nicht direkt durch eine virtuelle Wand
gehen. In diesem Außenumfeld
kann man die benötigten
Gegenstände
bereithalten.
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In
so einem Gebäude
gibt es vermutlich auch Treppen. Diese zu simulieren ist ungleich
schwieriger. Je realer die virtuelle Umgebung desto schneller vergisst
der Proband, dass eine zu sehende Treppe nicht da ist und er wird
unweigerlich ins leere treten, daher ist vor einer Virtuellen Treppe
in das Bild eine Warnung, z.B. ein roter Treppentritt einzublenden. Dann
kann der Proband seine Bewegung darauf einstellen.
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Eine
reale spezielle Rolltreppe, bedarf folgende Eigenschaften. Flache
Trittbretter fahren in einem 45° Winkel
dem Probanden entgegen. Die unterste nicht mehr betretene Stufe
entfernt sich in Bewegungsrichtung des Probanden während sich
die Stufen auf denen er sich bewegt nach unten bewegen; Rolltreppenprinzip.
Erreicht der Proband in der virtuellen Umgebung den Treppenabsatz,
muss die „oberste
Stufe" eben/plan
auf der Lauffläche
liegen, was bedeutet, dass alle anderen Trittflächen ebenfalls in dieser Ebene
liegen.
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Dies
ist technisch ein komplexes Problem, und sehr aufwendig, ein Rolltreppenspezialist
kann hier helfen.
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Ich
empfehle hier die Kombination aus der in die Grafik eingeblendeten
Treppenwarnung in Verbindung mit einem handelsüblichen an einem Teleskoparm
befestigten flachen „Treppenstufensimulator".
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Am
Körper
des Probanden sind Markierungen angebracht. Sensoren nehmen deren
Position auf und es wird aus den Informationen die Bewegungsrichtung
bestimmt, Motioncapturing. Der virtuelle Raum sowie das Transportband
werden auf diese Bewegung bzw. die Position, Körperhaltung abgestimmt.
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Verlässt der
Proband einen gedachten Virtuellen Raum zu weit, z.B. durch einen
Sprung, transportiert ihn die Stellautomatik rcükfrei, langsam zurück in diesen,
die Stellautomatik überlagert
dann den Ausgleich der Bewegung des Probanden mit der Rückstellbewegung.
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Die
Einstellung der Bodenrelativbewegung sollte dem Gehgefühl angepasst
werden, wonach der Proband sich vom Boden abstößt.
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Verwendet
der Proband einen Zeiger/Pointer, so wird dessen virtueller Auftreffpunkt
berechnet. Der Pointer ist eine geometrische Figur, z.B. ein Tetraeder
mit zwei verlängerten
Schenkeln, hierbei ist die Basislinie des zur Spitze laufenden Winkels
der Zeiger.
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Der
Zeiger wäre
etwa eine Waffe. An dieser müssten
die Markierungen entsprechend angebracht werden.
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Als
Munition empfiehlt sich eine Platzpatrone mit größerer Treibladung.
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Doch
auch die Verwendung von echter Munition wäre zu ermöglich. Hierzu ist es nötig den
Raum mit Schussfesten Wänden
zu umgeben welche auf dem Trägergerüst anzubringen
sind.
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Der
Raumsimulator wird entweder über
eine Treppe von außen
betreten, oder er könnte
auch in einem Zimmer integriert sein, wobei die Mechanik im „Keller" läge.
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Ein
Proband würde
sich in einer Umgebung mit einem Boden wie im Simulationsraum einen
Anzug mit Markierungen anziehen die Brille aufsetzen. Bereits im
Realen Raum dem Probanden vertrauten Raum würde die Brille einen Virtuellen
Raum erzeugen. Der Proband ginge einen Flur entlang öffnet echte
Türen und
wäre ohne
dass er es sofort merkt im Simulierten Raum. Entscheidend bei diesem
und den angestrebten Sinnesbetrug wäre die Akustik, welche die
realen Umgebungsgeräusche
ausblenden muss.
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Weiter
Features wären
Klimaautomaten, Geruch, oder zur Übung von z.B. Flucht aus noch
nicht existenter Flugzeugbestuhlung, Rauch.
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Generell
galt, je wirklichkeitsgetreuer die Grafik desto besser die Täuschung.
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Zur
Vorbereitung auf einen Einsatz welcher in einem realen Gebäude stattfinden
soll, sind erfahrene Architekten welche mit CAD vertraut sind, heranzuziehen,
die in schnellstmöglicher
Zeit ein Virtuelles Gebäude
erschaffen.
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Hier
wäre es
sinnvoll etwaig die CAD Konstruktion von vermutlich gefährdeten
Gebäuden
vorzubereiten. In diesen virtuellen Gebäuden, in denen echte Photos
als Textur verwendet werden könnten, fänden dann
vorbereitende Übungen
statt.
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Eine
Gefahr hierbei sähe
ich allerdings in der „Geheimhaltung", sollten detaillierte
Pläne in
Falsche Hände
geraten. In Verbindung mit einem Spielhallen DYVIR auf Basis der
TDS bzw. STDS, böte
sich auch etwaigen Übeltätern gewisse
Möglichkeiten.
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Doch
auch heute schon können
sich Terroristen virtuelle Baupläne
erstellen, an denen sie Planspiele durchführen.
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Ein
nützlicher
Vorsprung auf Seiten von Rettungskräften aufgrund von eingeübten Bewegungsabläufen hilft
mehr, als ein etwaiger Missbrauch schadet.
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Kontrolle
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Da
ich „Spielhallen" als Kunden genannt
habe, ist zu erwähnen,
dass dort eher in beliebten Egoshootern gespielt wird und weniger
das fahren mit einem Motorrad zu dessen Erprobung stattfindet. Kleinere
kompaktere und weniger stabile Anlagen wären auch zu entwickeln.
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Egoshooter,
bzw. die Interaktion mit einem echten Gegner, Multiplayer, macht
es nötig
dass wenigstens zwei, oder mehr Geräte miteinander verbunden sind.
Für ein
Sondereinheiten Training gäbe
es nun die Möglichkeit,
dass jedes Mitglied der Gruppe in einem DYVIR ist, oder dass nur
einer im DYVIR ist, während
die anderen das Training wie in einem Egoshooter entsprechend dem
Multiplayer/Lanmodus erleben.
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Diese
Funktion, die Darstellung und Aufzeichnung der Abläufe, sowie
die Echtzeit Übertragung
zu einem Ausbilder ist ebenfalls wichtig. Dieser kann während der
Aktion alle Abläufe
durch Auswählen
der einzelnen Personen verfolgen, oder seinen Blick auf die Dinge
durch drehen des Bildes verändern.
Somit könnte
der Beobachter die mögliche
Position eines Täters
einnehmen und aus dem virtuellen Fenster sehen. Dies wäre die Prüfung, ob
der Proband sich in Sichtschutz bewegt. Hierdurch wird auch eine
Analyse und Nachbesprechung effektiver.
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Weitere Nutzung
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Die
Verwendung der TDS, bzw. der STDS welche flach und Kompakt sind,
erlauben in Bezug auf „Spielhallen" oder gar Privathaushalten,
eine Preisgünstige
Großproduktion,
deren Einschränkung wäre dann
das sich hinwerfen, und das fehlen von eingebrachten realen Objekten.
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Neben
der Lizenzvergabe, dem Bau und Verkauf von grossen Schiesstrainingsanlagen,
Fussgängersimulatoren
an interessierte Industrie. Könnten kleine
Anlagen als Mobile Einrichtung, in der Kinder Verkehrserziehung
zur Anwendung kommen.
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Eine
Anordnung von Rollen Kugeln und TDS bzw. STDS böte im Frachtflug eine Chance
auf Gewichtsreduzierung. Diese Überlegung
bedarf aber eine genauere Prüfung.
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Zeichnungen
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In
den vereinfachenden Zeichnungen sind Teile meiner Überlegungen
wiedergegeben.
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Es
zeigt sich, dass das Grundprinzip einfach ist. Technische Herausforderungen
stellen der kardanische die Linse tragende Antrieb, die Koordination, und
die Umsetzung von Treppen dar.