Simulationen komplexer physikalischer Abläufe und umfangreicher Steuerungen sind für einen menschlichen Nutzer oft kaum mehr verständlich. In diesem Umfeld beschäftigt sich die Arbeitsgruppe „Bewegungssimulation und virtuelle Realität“ mit Techniken, die es ermöglichen komplexe Simulationen für einen Menschen intuitiv verständlich aufzubereiten. Erzielt wird dies mit Techniken aus dem Bereich der virtuellen Realität, insbesondere der Bewegungssimulation und Visualisierung.
Zur Simulation von Bewegungseindrücken wurde ein neuartiger Simulator auf Basis eines Industrieroboters geschaffen, wie er in Abbildung 1 zu sehen ist. Dieser robotische Bewegungssimulator bietet, im Gegensatz zu den derzeit weit verbreiteten Hexapod-basierten Lösungen, einen deutlich größeren und dynamischeren Arbeitsraum, so wie eine bessere Kosteneffizienz. Der verbesserte Arbeitsraum ermöglicht die dynamische Simulation extremer Szenarien, wie beispielsweise Schleudermanöver oder Überkopfflüge. Gleichzeitig können, durch die Nutzung von massenproduzierten Industrieroboterkomponenten, die Kosten beträchtlich gesenkt werden. Die Arbeitsgruppe entwickelt in diesem Bereich Bahnplanungsalgorithmen für den Industrieroboter zur dynamischen Generierung von Bewegungseindrücken.
Der eigene Prototyp, genannt DLR Robotic Motion Simulator, dient neben der Weiterentwicklung des Simulatorkonzepts, auch der Erforschung von Mensch-Maschine-Schnittstellen, Simulationsumgebungen, Visualisierungen und vielem weiteren. Um flexibel an diese unterschiedlichen Gegebenheiten angepasst werden zu können, verfügt er über einen stark modularisierten Aufbau, der den einfachen Tausch eines Instrumententrägers erlaubt und es möglich macht mit minimalem Zeitaufwand zwischen verschiedenen Simulationsszenarien, wie zum Beispiel Flugzeug, Fahrzeug oder Hubschrauber, auf Grundlage der selben Simulationsplattform, zu wechseln.
Zur Darstellung visueller Eindrücke wurde in der Arbeitsgruppe das Programm SimVis entwickelt, das als Teil der Modelica Visualization Bibliothek kommerziell verfügbar ist. Eine beispielhafte Darstellung einer Simulation mit Hilfe von SimVis ist in Abbildung 2 zu sehen. Herausstellendes Merkmal der Modelica Visualization Bibiliothek ist die einfache Einbindung in vorhandene Modelle und die Integration der Visualisierungsbeschreibung mit der physikalischen Beschreibung der Modelle. Die mit Hilfe von SimVis darstellbaren Szenarien reichen hierbei von Mehrkörpersystemen über Energieflüsse und thermische Effekte bis hin zu Benutzerschnittstellen.