Immersives Training in einer mobilen, viertuellen Umgebung : Erstellung und Evaluation von Trainingsszenarien für Rettungskräfte

Abstract

Einsatzleiter von Ersthelfer-Einheiten (First Responder) haben einen hohen Trainingsbedarf um ihre Aufgaben schnell, sicher und korrekt durchzuführen. Realistische Übungen bedeuten aber einen großen Bedarf an Zeit und Ressourcen und dementsprechend hohe Kosten. Daher wird der Anteil an Einsatzübungen in der Ausbildung oft gering gehalten. Als Lösung für dieses Problem wird in der vorliegenden Arbeit der Einsatz von Virtual Reality (VR) vorgestellt. Diese Technologie bietet die Möglichkeit von immersiven Trainingssimulationen, die sich an der Realität orientieren. Weiters kann durch mobile Lösungen der Komfort erhöht und die Aufbauzeit verringert werden. Diese Diplomarbeit geht der Frage nach, wie VR-Trainingsszenarien gestaltet werden sollen, um ein effektives Training zu ermöglichen. Dazu wurde ein Software-Prototyp erstellt, den Feuerwehr- und Rettungseinheiten getestet haben. Das System ermöglicht die Steuerung sowohl über ein gewöhnliches Gamepad, als auch über ein omnidirektionales Laufband. Die Aufgabe der Testprobanden lag darin, das Szenario zu erkunden, sich einen Überblick über das Geschehen zu verschaffen und einen Einsatzbefehl an die Mannschaft zu geben. Die Testungen wurden quantitativ und qualitativ evaluiert. Es bestand ein großes Interesse an der neuen Trainingsmöglichkeit und die Probanden sahen ein hohes Potential für den Trainingsnutzen. Mit dem omnidirektionalen Laufband wurde Anstrengung und Stress im Einsatz simuliert. Weiters konnten damit negative Auswirkungen der Benutzung von VR-Systemen, sogenannte Cybersickness, minimiert werden. Das Gamepad hingegen bot sich als kostengünstige, platzsparende Alternativ an, die mit sehr kurzer Eingewöhnungsphase hervorstach. Die virtuelle Umgebung stellte die zur Erfüllung der Mission notwendigen Elemente entsprechend gut dar, um eine genaue Einschätzung der Lage zu ermöglichen. Die grafische Qualität der Umgebung wurde als ausreichend und die Bewegungen und Sprache der virtuellen Personen als sehr hilfreich bewertet.

Leaders of First Responder Units need a lot of training to accomplish their tasks fast, confident and correct. But realistic training scenarios demand much time and resources and result in high costs. Therefore, real trainings are outnumbered in the education. The usage of Virtual Reality (VR) is introduced as solution for this problem. Its technology offers the possibility of realistic immersiv training simulations. Mobile solutions can additionally increase comfort and preparation time. This thesis should answer the question, how VR training scenarios have to be designed to allow an effective training. A software prototype was built, which was tested by Firefighters and Paramedics. The subjects could navigate inside the virtual environment by a regular gamepad or by an omnidirectional treadmill. The task was to explore a scenario, get an impression of the situation and give orders to solve the situation. The tests were evaluated using quantitative and qualitative methods. There was a high interest in this new form of training possibility and the subjects saw high potential for useful training. An omnidirectional treadmill can simulate stress and exhaustion during a mission. Furthermore, it can minimize the negative effects of using VR systems, often referenced as Cybersickness. The gamepad provided a cheap but mobile alternate control method with short familiarization time. The virtual environment was able to visualize all elements needed for a proper mission assessment. Graphics quality was judged as adequate and the movements and speech of the virtual people were found very helpful.