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Virtual Reality in der Lehre: Steuerung von Robotern und vertieftes Verständnis komplexer Themen

Virtual Reality (VR) hat sich in den vergangenen Jahren von einer reinen Visualisierungstechnologie zu einem didaktischen Instrument mit hoher Relevanz für Hochschulen entwickelt. Insbesondere in technisch-wirtschaftlichen Studiengängen eröffnet VR neue Möglichkeiten: Sie ermöglicht die intuitive Steuerung von Robotern und fördert zugleich das tiefere Verständnis komplexer, abstrakter oder schwer zugänglicher Inhalte. Gerade im Kontext interdisziplinärer Studienangebote – etwa im Zusammenspiel von Betriebswirtschaft, Ingenieurwesen und Informatik – kann VR als Brückentechnologie fungieren. Sie verbindet Theorie, Praxis und Simulation in einem immersiven Lernraum.

1. VR zur Steuerung von Robotern in der Lehre

1.1 Immersive Mensch-Maschine-Interaktion

In VR-Umgebungen können Studierende Roboter nicht nur beobachten, sondern aktiv steuern. Mittels Motion-Tracking und Controllern werden Bewegungen direkt auf einen realen oder virtuellen Roboterarm übertragen. Die Lernenden erleben:

  • Kinematische Zusammenhänge (Achsen, Freiheitsgrade, Bewegungsräume)
  • Sicherheitsabstände und Kollisionsvermeidung
  • Prozessabläufe in Echtzeit

Dies ist insbesondere bei kollaborativen Robotern (Cobots) relevant, bei denen das Zusammenspiel von Mensch und Maschine im Fokus steht.

1.2 Digitaler Zwilling als Lerninstrument

Die Kopplung von VR mit digitalen Zwillingen ermöglicht es, reale Produktionsprozesse virtuell abzubilden. Studierende können:

  • Produktionsabläufe simulieren
  • Parameter verändern (z. B. Geschwindigkeit, Greifkraft, Taktzeiten)
  • Auswirkungen von Prozessänderungen unmittelbar visualisieren

Dadurch entsteht ein risikofreier Experimentierraum, der reale Anlagen ergänzt, aber nicht ersetzt.

1.3 Didaktischer Mehrwert

Im Vergleich zu rein text- oder videobasierten Lernformaten bietet VR:

  • Erhöhte Handlungsorientierung
  • Multisensorisches Lernen
  • Höhere Motivation und Aufmerksamkeit
  • Fehlerlernen ohne reale Konsequenzen

Gerade für Studierende ohne technischen Hintergrund (z. B. in betriebswirtschaftlichen Studiengängen) wird Robotik durch Immersion greifbarer und verständlicher.

2. VR zur Vermittlung komplexer Themen

Neben der Robotik liegt eine besondere Stärke von VR in der Visualisierung komplexer Zusammenhänge.

2.1 Abstrakte Strukturen räumlich erfahrbar machen

Komplexe Systeme – etwa:

  • Molekulare Strukturen
  • Finanzströme in globalen Märkten
  • Lieferketten
  • Energiesysteme
  • Raumfahrtmissionen

können in VR dreidimensional dargestellt und interaktiv erkundet werden. Anstatt zweidimensionale Diagramme zu interpretieren, bewegen sich Studierende direkt im System.

2.2 Systemisches Denken fördern

Komplexe Themen zeichnen sich häufig durch:

  • Nicht-lineare Zusammenhänge
  • Wechselwirkungen
  • Rückkopplungseffekte

VR ermöglicht es, Ursache-Wirkungs-Beziehungen visuell zu simulieren. Beispielsweise können in einem virtuellen Produktionssystem Änderungen bei Zulieferern sofort Auswirkungen auf Lagerbestände, Kostenstrukturen oder CO₂-Bilanzen zeigen.

Dadurch wird systemisches Denken gefördert – eine zentrale Zukunftskompetenz.

2.3 Perspektivwechsel ermöglichen

Ein weiterer didaktischer Mehrwert liegt im Perspektivwechsel:

  • Betrachtung eines Roboters aus der Bedienerperspektive
  • Wechsel in die Innenansicht einer Maschine
  • Analyse eines Systems auf Mikro- und Makroebene

Diese flexible Skalierung unterstützt das Verständnis sowohl technischer Details als auch strategischer Gesamtzusammenhänge.

3. Praxisbeispiele aus der Hochschullehre

Beispiel 1: Robotik für Wirtschaftsstudierende

In einem VR-Labor steuern Studierende einen virtuellen Roboterarm und analysieren dabei Effizienz, Durchlaufzeiten und Prozesskosten. Ergänzend werden betriebswirtschaftliche Kennzahlen eingeblendet. Die technische Handlung wird mit Managementperspektiven verknüpft.

Beispiel 2: Simulation globaler Lieferketten

Eine immersive VR-Welt visualisiert Lieferströme zwischen Kontinenten. Studierende können geopolitische Ereignisse simulieren (z. B. Hafenschließungen) und deren Auswirkungen auf Kosten und Verfügbarkeit analysieren.

Beispiel 3: Raumfahrt- oder Nachhaltigkeitsszenarien

Komplexe Missionen – etwa eine Marsmission oder Tiefsee-Expedition – werden als VR-Szenarien dargestellt. Studierende erleben Entscheidungsprozesse unter Unsicherheit und reflektieren technologische, ökonomische und ökologische Dimensionen.

4. Herausforderungen und Erfolgsfaktoren

Trotz des hohen Potenzials sind folgende Aspekte zu berücksichtigen:

  • Technische Infrastruktur (Headsets, Tracking-Systeme, leistungsfähige Rechner)
  • Didaktische Integration (keine „Technik um der Technik willen“)
  • Schulung von Lehrenden
  • Datenschutz und IT-Sicherheit
  • Wartung und kontinuierliche Weiterentwicklung

Entscheidend ist eine curriculare Einbettung: VR sollte nicht isoliert eingesetzt werden, sondern als Teil eines didaktischen Gesamtkonzepts.

5. Fazit: Immersion als Brücke zwischen Theorie und Praxis

Virtual Reality erweitert die Hochschullehre um eine neue Dimension des Lernens. Die Steuerung von Robotern in immersiven Umgebungen sowie die Visualisierung komplexer Systeme ermöglichen:

  • Handlungsorientiertes Lernen
  • Interdisziplinäre Verknüpfungen
  • Förderung von Systemkompetenz
  • Höhere Motivation und nachhaltigeres Verständnis

Für Hochschulen, die technologische Innovation mit betriebswirtschaftlicher Reflexion verbinden möchten, stellt VR ein strategisch relevantes Instrument dar. Sie schafft Lernräume, in denen Studierende nicht nur Inhalte konsumieren, sondern aktiv erleben, gestalten und verstehen.