Lab
Sascha Röck's Lab
Institution: Hochschule Esslingen
About the lab
The Virtual Automation Lab (VAL) is a research area at the esslingen university of applied sciences. We focus on research and knowledge transfer in the following fields: Realtime simulation, virtual commissioning, digital twins for production engineering, mixed reality in the loop simulation, digital twin as a service, applications of AI in production engineering, edge cloud computing, industry 4.0 and smart factory, unmanned and autonomous robotics. For more information visit www.virtual-automation-lab.de.
Featured research (16)
Dieser Beitrag stellt die Mixed-Reality-in-the-Loop Simulation (MRiLS) zur Schulung technischer Fachkräfte im Maschinen- und Anlagenbau vor. Die MRiLS koppelt die aus dem Engineering bereits vorhandenen Modelle der Hardware-in-the-Loop Simulation (HiLS) mit Visualisierungs- und Interaktionsmethoden der Mixed Reality (MR) und integriert dadurch den Nutzenden und dessen Verhalten sowie die reale Umgebung vollständig in den Simulationskreislauf. Der Beitrag thematisiert neben der notwendigen Middleware zur Kopplung der HiLS mit der MR-Umgebung auch die Steuerungsbelastung durch Multiuser-Zugriffe. Die Funktionsfähigkeit des vorgestellten Konzepts wird anhand eines ausgewählten beispielhaften Automatisierungssystems belegt. Für das Automatisierungssystem wird der Aufbau der MRiLS sowie das Konzept für den Ablauf einer Schulung mittels MRiLS vorgestellt.
Dieser Beitrag präsentiert ein Konzept für den simulationsgestützten Betrieb von Flugrobotern im dynamischen Produktionsumfeld einer wandlungsfähigen Fabrik. Zentrale Bedeutung wird dabei dem digitalen Zwilling beigemessen, der ein Umgebungsmodell inklusive Realdatenanbindung bereitstellt. Darauf basierend können Dienste implementiert werden, die den Betrieb eines Flugroboters unterstützen, beispielsweise zur Lokalisierung, Bahnplanung oder Mensch-Flugroboter-Interaktion.
This paper presents an approach for the simulation-based operation of flight robots in the dynamic production environment of a flexible factory. An important role is assigned to the digital twin, which provides an environment model including real data connection. Based on this, services can be implemented supporting the operation of a flight robot, e.g. for localization, path planning or human-robot interaction.
Learning content in mathematics, such as vector geometry, is still predominantly taught in an abstract manner, as the visualization and interaction of three-dimensional problems are limited with classical forms of teaching such as blackboard lessons or exercise sheets. This research article proposes the use of augmented reality (AR) in mathematics education. The proposed approach aims at easing the learning process related to vector geometry currently taught in senior mathematics classes by using intuitive visualization. The article introduces the concept of AR and presents the didactic foundations and the influence on the learning process based on an extensive literature review. Although studies see great potential in the use of AR for teaching mathematics, the method has so far hardly been used in schools. This can be mainly explained by the technological entry barrier of AR and the lack of simple, robust AR applications, in particular for vector geometry. To fill this gap, the authors developed “cleARmaths”, a developed android application for augmented reality-based teaching in vector geometry that allows widespread use. As a didactical concept, some example exercises sessions with the app are proposed, demonstrating how the app could be used in a mathematics classroom. Finally, the app was evaluated in a mathematics class and the results analyzed in a detailed study. It was found by the teacher and students to be beneficial and amusing, demonstrating the potential for AR in mathematics classes.
Der X-in-the-Loop Entwicklungsprozess nimmt einen großen Stellenwert in der heutigen Entwicklung und Inbetriebnahme von Produktionssystemen im Maschinenbau ein. In Zukunft wird die Bedeutung der Aus- und Weiterbildung technischer Fachkräfte z.B. für den Betrieb der Anlagen weiter zunehmen. Zu diesem Zweck werden bislang im Engineering entstehende virtuelle Anlagenmodelle in Kombination mit modernen Visualisierungstechnologien nur vereinzelt eingesetzt. Dies ist neben dem großen Erstellungsaufwand auch auf die fehlende Konsistenz der Modelle zurückzuführen. Der Beitrag stellt dazu einen Lösungsansatz zur Verknüpfung von Hardware-in-the-Loop Simulationen mit modernen Visualisierungsmethoden zu einer Mixed-Reality-in-the-Loop Simulation vor. Die Funktionsfähigkeit des Konzepts wird an einem ausgewählten Produktionssystem nachgewiesen.