Erweiterung virtueller Laborversuche dank internationaler Kooperation

Erbil ist die Hauptstadt der autonomen Region in Kurdistan / Irak. Im Rahmen dieses vom DAAD geförderten Projekts schreibt der EPU-Student Ramyar Abdalla seine Bachelorarbeit am Campus Gütersloh zum Thema „Modelling, Simulation and 2D Animation of an Inverted Pendulum“. Unterstützt wird er dabei durch Prof. Dr. Christian Stöcker und Moaid Othman, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik.

Im Rahmen der Arbeit wird ein mathematisches Modell eines inversen Pendels erstellt und daran ein stabilisierender Regler entworfen. Die Gleichungen des Regelkreises werden dann in Unity, einer Software, in der auch viele Computerspiele programmiert werden, implementiert. Das Programm kann so auf einer VR-Brille gestartet werden und zeigt das durch den Regler stabilisierte inverse Pendel in einem virtuellen Labor. Die Arbeit leistet damit einen Beitrag zum Aufbau virtueller Laborversuche. Zukünftig sollen Studierende am Campus Gütersloh neben herkömmlichen, konventionellen Praktika auch Steuerungen und Regelungen für virtuelle Maschinen und Anlagen programmieren.

Die Steuerungen werden dabei auf einer normalen speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) realisiert. Diese Steuerung ist allerdings nicht mit realen Sensoren und Aktoren, sondern mit einem virtuellen System auf einer VR-Brille verbunden. Das Ergebnis ihrer Entwicklungsarbeit können die Studierenden somit mittels einer VR-Brille direkt in der virtuellen Welt erleben und beim Test ihrer Steuerungen live dabei sein. „Mit der VR-Technologie können wir Studierenden zukünftig die Möglichkeit bieten, neue Methoden der Automatisierung an eindrucksvollen virtuellen Anlagen, wie beispielsweise einer Verladebrücke in einem Hafen oder einem Hochregallager direkt erlebbar zu machen. Der Nutzen der erlernten Theorie für die Lösung praktischer Probleme wird dadurch noch deutlicher als bei bisherigen Praktikumsversuchen“, so Stöcker.

„Noch in diesem Jahr wird eine fünfköpfige Delegation von Wissenschaftlern der EPU die FH Bielefeld besuchen. Dabei sollen gemeinsame Interessen für mögliche Forschungskooperationen, aber auch Möglichkeiten für einen Austausch von Studierenden und Wissenschaftlern ausgelotet werden“, schließt Othman.

Text: Christian Stöcker und Moaid Othman