Datenbrillen in der Industrie: Welche Bedienung zur Aufgabe passt

Was eine Datenbrille anzeigt

Datenbrillen sind am Kopf getragene Geräte, die digitale Informationen vor einem oder beiden Augen darstellen. Der Begriff Smartglasses wird hier gleichbedeutend verwendet. Wie diese Informationen zur Umgebung in Beziehung stehen, unterscheidet sich zwischen den Geräten und Anwendungen. Wird zusätzlich ein Gerätewert übernommen, muss die Anbindung über das IoT-Gateway den Wert mit seiner Quelle und dem richtigen Arbeitsschritt verbinden.

Bei Assisted Reality zeigt ein kleines Display beispielsweise einen Prüfhinweis, eine Messwertangabe oder ein Videobild. Die Information ist nicht räumlich an einem realen Bauteil verankert. Räumliche Augmented Reality kann dagegen eine Markierung oder ein digitales Objekt so darstellen, dass es einer Position in der Umgebung zugeordnet erscheint. Dafür muss die Anwendung diese räumliche Beziehung herstellen und während der Nutzung aufrechterhalten.

Eine AR-Brille ist damit eine mögliche Geräteklasse für industrielle Aufgaben. Für einen kurzen Hinweis oder eine Fernanleitung kann auch eine Anzeige ohne räumliche Verankerung ausreichen. Die Entscheidung beginnt bei der Information, die während der Tätigkeit gebraucht wird.

Die untersuchten Datenbrillen im Vergleich

Die folgende Übersicht ordnet sechs Geräte beziehungsweise Konfigurationen aus den herangezogenen Arbeiten ein. Sie beschreibt die damaligen Untersuchungsaufbauten und die daraus abgeleiteten Fragen für eine eigene Erprobung. Welche Geräte 420+ unterstützt oder für einen konkreten Einsatz freigibt, wird durch diese Übersicht nicht ausgesagt. Eine transparente Anzeige allein bedeutet noch nicht, dass Inhalte räumlich am Bauteil verankert sind.

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Die Fragen in der letzten Spalte sind redaktionell abgeleitete Prüffragen, keine nachgewiesenen Vorteile der Geräte. Für den Navigator der LEGO-Studie verweist das Literaturverzeichnis auf den Navigator 500; der Methodenteil nennt nur die Gerätefamilie. Seine Ergebnisse werden deshalb nicht dem Navigator 520 zugeschrieben. Die beiden HoloLens-Konfigurationen bleiben ebenfalls getrennt: Ein virtuelles Handbuch am Montageplatz und eine Fernanleitung mit Helm im Bewegungsraum stellen unterschiedliche Anforderungen.

Ein Prüfpunkt durch die Datenbrille

Ein fiktives Beispiel: Eine Person prüft eine Baugruppe auf eine sichtbare Beschädigung. Sie hält das Teil, verändert dessen Lage und betrachtet eine festgelegte Stelle. Die Datenbrille zeigt den passenden Prüfhinweis. Das Urteil über die beobachtete Stelle trifft die prüfende Person.

Für diesen Schritt müssen vier Dinge zusammenpassen:

Ein Foto kann eine auffällige Stelle ergänzend dokumentieren. Ob es die entscheidende Stelle zeigt und ob sich daraus ein Befund ableiten lässt, muss gesondert beurteilt werden. Die Aufnahme allein schließt die Sichtprüfung nicht ab.

Kann die Person die Stelle nicht eindeutig einordnen, muss der vorgesehene Ablauf eine passende Antwort zulassen. Dazu kann eine Rückfrage oder eine erneute Prüfung gehören. Bei Human in the Loop muss das menschliche Urteil den weiteren Ablauf beeinflussen können. Eine erzwungene Gutmeldung würde die Unsicherheit verdecken.

Anzeige, Eingabe, Bild und Auswertung haben verschiedene Aufgaben

Die Anzeige hilft, den Arbeitsschritt auszuführen. Eine Eingabe hält eine Angabe fest. Eine Bildaufnahme stellt Bildmaterial bereit. Eine anschließende Auswertung kann dieses Material oder die erfassten Daten untersuchen. Ob eine Anwendung alle vier Funktionen bietet und wie sie verbunden sind, muss für den konkreten Einsatz feststehen.

Diese Trennung wird bei Sprache besonders wichtig. Die Erkennung eines gesprochenen Werts sagt zunächst nur, welchen Inhalt die Anwendung erfasst hat. Die Person muss erkennen können, ob der Wert richtig übernommen wurde und wie sich eine falsche Angabe berichtigen lässt.

Eine Entwicklungsstudie zur Datenerfassung mit einer Vuzix M400 im Rettungsdienst beschreibt genau solche Bedienfragen. Der untersuchte Prototyp nutzte Sprachkommandos und Handgesten. Beteiligte berichteten unter anderem von Korrekturbedarf bei der Transkription fachlicher Abkürzungen. Die Untersuchung liefert Hinweise zur Gestaltung; eine Wirkung auf den tatsächlichen Rettungsdienstablauf, die Aufmerksamkeit oder die Arbeitsbelastung wurde nicht gemessen. Zudem verlängerte das Forschungsteam die Einweisung zwischen den Entwicklungsphasen.^[2]

Für die industrielle Erprobung lässt sich daraus eine konkrete Frage ableiten: Kann die Person die erfasste Angabe prüfen und korrigieren, während sie ihre eigentliche Aufgabe sicher fortsetzt? Für die weitere Verwendung muss die Angabe im Kontextmodell mit der zugehörigen Aufgabe, dem geprüften Objekt und der geltenden Vorgabe verbunden sein.

Was unterschiedliche Versuchsergebnisse tatsächlich zeigen

Die Forschung liefert keine durchgängige Rangfolge zwischen Datenbrille, Tablet und Papier. Sie untersucht jeweils einen bestimmten Aufbau mit bestimmten Personen und Aufgaben. Drei Beispiele zeigen, weshalb das Vergleichsmedium und die statistische Aussage zum Ergebnis gehören.

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Bei der LEGO-Montage hatten die Teilnehmenden keine Vorerfahrung mit Smartglasses und erhielten eine kurze Einweisung. Im Versuch mit Computerkomponenten unterschieden sich neben den Geräten auch die Darstellung und die Bedienung der Anweisungen. Bei der Reparaturarbeit kam ein umfassenderes Assistenzsystem zum Einsatz. Diese Bedingungen lassen sich nicht zu einem gemeinsamen Wirksamkeitswert verrechnen.

Die Unterschiede liefern Anhaltspunkte für die Auswahl. Sie erklären aber nicht isoliert, welcher Anteil eines Ergebnisses auf das Gerät, die Anleitung, die Bedienung oder die Übung zurückgeht. Auch bei digitalen Arbeitsanweisungen betrifft das Ergebnis der Reparaturstudie den gesamten untersuchten Arbeitsplatz.

Für einen eigenen Versuch sollten daher Bearbeitungszeit, Fehler und Bedienaufwand getrennt betrachtet werden. Ein Ablauf kann weniger Fehler erzeugen und zugleich länger dauern. Ob das für die Aufgabe eine Verbesserung ist, hängt davon ab, welche Fehler verhindert werden sollen und wo der zusätzliche Aufwand entsteht.

Räumliche Einblendung oder kleines Display

Eine räumliche Einblendung kann helfen, eine Stelle am Objekt zu finden. Sie verlangt zugleich, dass die Person die Anzeige und die reale Umgebung ausreichend wahrnimmt. Ein kleines Display mit einem Text- oder Videohinweis stellt andere Anforderungen an Sichtfeld und Navigation. Beide Konzepte müssen im vorgesehenen Bewegungsraum erprobt werden.

Eine Untersuchung mit 60 Personen verglich Fernanleitung über zwei Headsets und ein Smartphone in einer simulierten Schiffsumgebung. Beim Trimble XR10 mit HoloLens 2 wurden bestimmte Kopf- und Kniekontakte häufiger registriert als beim RealWear Navigator 520 und beim Smartphone. Zwischen Navigator und Smartphone wurde für diese Kontakte kein signifikanter Unterschied berichtet. Die vorliegende Arbeit ist eine arXiv-Fassung von 2025.^[1]

Das ist kein allgemeiner Sicherheitsnachweis für eine Geräteklasse. Im Versuch variierten Gerät, Anzeige und Bedienung gemeinsam. Der Befund macht aber sichtbar, dass eine Anzeige, die an einem ruhigen Arbeitsplatz brauchbar erscheint, bei Ortswechseln und niedrigen Durchgängen andere Anforderungen stellen kann.

Für die Auswahl helfen drei Fragen: Muss eine Information räumlich am Objekt erscheinen? Muss die Person während der Anzeige ihren Standort wechseln? Und welche Bedienhandlung wird nötig, wenn sie die Position verändert? Die Antworten bestimmen, welches Anzeigekonzept im eigenen Ablauf getestet werden sollte.

Eine Wartungsarbeit von Sara, Todde und Caria untersuchte eine Vuzix M400 mit technischen Tests zu QR-Codes, Audio- und Videoübertragung sowie Sprachkommandos. Zusätzlich wurde eine schrittweise Anleitung für die Prüfung einer Melkanlage aufgebaut. Vier Bedienpersonen testeten 39 Sprachkommandos unter unterschiedlichen Geräuschbedingungen. Bei 75 dB unterschieden sich die Erkennungsraten deutlich zwischen den Personen; bei 80 und 85 dB wurden nur noch wenige beziehungsweise keine Kommandos erkannt. Das betrifft den untersuchten Aufbau von 2022 und ist keine allgemeine Geräuschgrenze für heutige M400-Anwendungen. Ein Nachweis schnellerer oder fehlerärmerer Wartung gegenüber Papier wurde damit nicht erbracht.^[7]

Für einen eigenen Bedienversuch müssen deshalb auch Geräuschspitzen und Unterschiede zwischen den vorgesehenen Bedienpersonen berücksichtigt werden. In Saras Messungen erreichte der dort untersuchte landwirtschaftliche Maschinenraum im Mittel 96,7 dB und lag damit deutlich über den Geräuschpegeln, bei denen die Sprachkommandos im Versuch noch überwiegend erkannt wurden.^[7] Eine Sprachfunktion, die in ruhiger Umgebung funktioniert, muss sich deshalb auch unter den tatsächlichen Geräuschbedingungen der Aufgabe bewähren.

Was das Tragen mit sich bringt

Zur Bedienung gehört auch das Tragen. Displayposition, Sichtbarkeit der Arbeitsstelle und Verträglichkeit mit Schutzbrille oder Helm müssen zur Tätigkeit passen. Ein kurzer Test im Besprechungsraum zeigt noch nicht, wie sich die Kombination unter den Bedingungen am Arbeitsplatz verhält.

Holz und Kollegen fassen in einem arbeitsmedizinischen Überblick von 2020/2021 mit Schwerpunkt auf Warenlogistik und Kommissionierung Untersuchungen zusammen, in denen Datenbrillen teilweise eine stärkere visuelle Ermüdung als herkömmliche Displays verursachten. Zugleich beschreiben sie eine damals begrenzte und uneinheitliche Forschungsbasis. Daraus lässt sich weder eine allgemeine Unbedenklichkeit noch eine pauschale Ungeeignetheit heutiger Geräte ableiten.^[6]

Ein Industrie-Review von Solomashenko und Kollegen ergänzt die ergonomische Perspektive. Für die Vuzix M4000 beschreibt er unter anderem Schwierigkeiten bei der Displayeinstellung, die Erreichbarkeit der Tasten beim Tragen eines Helms sowie störende Kabel und eine ungleichmäßige Gewichtsverteilung. Als Vorteile nennt derselbe Review die Verträglichkeit mit persönlicher Schutzausrüstung, die Anschlussmöglichkeit eines externen Akkus und ein geringes Gewicht von unter 200 Gramm. Die beschriebenen Vor- und Nachteile beruhen auf einer Mischung aus offenen Quellen, Unternehmensmaterial und Anwendererfahrungen. Sie liefern Auswahlkriterien, keine repräsentativen Häufigkeiten und keinen kontrollierten Nachweis einer geringeren Arbeitsleistung.^[8]

Eine Erprobung sollte deshalb auch die vorgesehene Tragedauer, Blickwechsel und die tatsächlich benötigte Informationsmenge einbeziehen. Entscheidend ist, ob die Person den Hinweis lesen und anschließend die Arbeitsstelle beurteilen kann. Bei kontextsensitiver Assistenz muss die Darstellung deshalb auch zur Blickrichtung, Körperhaltung und Arbeitsumgebung passen.

Was bei einer Bestätigung feststehen muss

Eine Bestätigung kann einen Schritt abschließen oder den weiteren Ablauf beeinflussen. Die Person muss erkennen, welche Wirkung ihre Eingabe hat, welchen Inhalt sie bestätigt und ob die Anwendung diese Eingabe angenommen hat. Eine fehlende oder missverständliche Rückmeldung kann auch einen kurzen Bedienweg schwer beherrschbar machen.

Bei Sprache können Erkennung, Umgebungsgeräusche und Fachbegriffe eine Rolle spielen.^[2] Für einen Bedienweg mit Taste lautet eine Prüffrage: Kann die Person die Taste versehentlich oder für die falsche Anzeige betätigen? Im Versuch sollte deshalb beobachtet werden, ob die vorgesehene Handlung eindeutig ist und ob sich eine falsche Angabe kontrolliert berichtigen lässt.

Ebenso gehört die Zuordnung zur handelnden Person in die Festlegung der Anwendung. Aus einem Eingabeweg allein ergibt sich diese Zuordnung nicht. Damit eine Bestätigung im Audit Trail nachvollziehbar bleibt, muss ihr Bezug zur handelnden Person und zum betroffenen Vorgang feststehen.

Den ersten Versuch an einer konkreten Aufgabe beginnen

Die angeführten Studien untersuchen weder 420+ noch einen allgemeinen Standard für industrielle Smartglasses-Anwendungen. Sie zeigen, welche Unterschiede sichtbar werden können, wenn ein konkreter Ablauf mit einer bestimmten Anzeige und Bedienung getestet wird.

Ein erster Versuch lässt sich deshalb an einem klar begrenzten Schritt aufbauen: derselbe Prüfhinweis, dieselbe Aufgabe, eine festgelegte Eingabe und ein beobachtbarer Umgang mit unklaren oder falschen Angaben. Neben der Bearbeitungszeit zählt, ob die Person die Arbeitsstelle ausreichend wahrnimmt und ihr Ergebnis ohne Umwege prüfen kann.

Welcher Arbeitsschritt verlangt heute gleichzeitig beide Hände, einen Blick auf die Vorgabe und eine nachvollziehbare Angabe — und welchen dieser drei Anforderungen muss die Datenbrille im Versuch nachweisbar besser gerecht werden?