Joint Lab VR/AR Campus Potsdam-Golm...Forschung und Lehre, den Wissenstransfer am Forschungsstandort...

Konzeptpapier zum Aufbau eines Joint Lab „Virtual and Augmented Reality“ Dr. A. Bergner, Dr. G. Zeilinger und verschiedene Anwender*Innen in Potsdam-Berlin

Stand: 24.03.2020

Joint Lab VR/AR Campus Potsdam-Golm

Universität Potsdam Projekt "Innovative Hochschule Potsdam"

Teilprojekt Technologiecampus (TC) Autoren: Schneider / Bookhagen / Bergner

2 Idee Bereits seit 2015 gibt es an der Universität Potsdam (UP) Überlegungen, im Rahmen des neu entstehenden Gebäudes Earth & Environment Centre, EEC – in baulich gemeinsamer Fassung mit dem Zentrum für Naturstoffgenomik, NSG – einen ca. 80m2 großen Raum für Virtual Reality (VR) sowie Augmented Reality (AR) -Visualisierung vorzusehen. Der Neubau des EEC/NSG wird als EFRE-Maßnahme am Universitäts-Campus Golm realisiert (Baurealisierung seit 01/2019).

Inhaltlich soll der neue VR/AR-Raum der Visualisierung und Bearbeitung mehrdimensionaler Bilddaten und Datenstrukturen sowie der Demonstration virtueller Realitäten dienen. Gleichzeitig sollen die Nutzung von VR/AR-Anwendungen sowie die Interaktion der Nutzer mit den virtuellen Welten und der Effekt von VR/AR auf unterschiedlichste (kognitive, physische, psychische) Bereiche erforscht werden. Nicht zuletzt dient der Raum dazu, VR/AR als Methode für die moderne Präsentation von Daten weiter zu entwickeln und die VR/AR-Ansätze technisch-methodisch zu verfeinern. Hierfür sollen spezialisierte Visualisierungstechnik, leistungsstarke Rechenkapazität sowie spezielle VR-/AR-unterstützende Ausrüstung (auch zur mobilen Nutzung) zur Verfügung gestellt werden. Der Raum wird somit die vorhandenen Kapazitäten der UP im Bereich VR/AR substantiell erweitern.

Durch die Forschung zu VR/AR werden positive Wirkeffekte auf zahlreiche Nutzeranwendungen – wie Informatik, Visualisierung in den Naturwissenschaften, bildgebende Verfahren in der Medizin oder digitale Bildung erwartet. Im Zuge des Vorhabens Innovative Universität Potsdam (Universität Potsdam/ Potsdam Transfer und Partner) reifte daher die Idee, die Nutzerausrichtung des ursprünglich geplanten Raumes zu erweitern, und den Raum im Sinne eines Joint Lab zu nutzen. Das Konzept des Joint Labs fußt dabei auf der Idee, dass mehrere Partner hinsichtlich einer gemeinsamen Ressourcen-/ Infrastruktur-nutzung kooperieren, um auf Basis der jeweiligen Expertisen gemeinschaftlich an innovativen FuE-Fragen zu arbeiten. Das ist sehr im Sinne der Transfer-orientierten EFRE-Förderung des EEC/NSG-Gebäudes, da das Joint Lab so zum Wissenstransfer in der Region genutzt wird.

Im Sinne eines Joint Lab -Ansatzes (siehe Definition in der Anlage) sollen für das avisierte VR/AR-Labor nun interne Nutzergruppen an der UP identifiziert, diese miteinander verzahnt und darüber hinaus mit externen Kooperationspartnern verbunden werden. Durch die Bereitstellung einer breit nutzbaren, infrastrukturellen Basis und die Begleitung durch Innovationsformate sollen die fachübergreifende Zusammenarbeit gefördert, wissenschaftlich-technische Innovationen unterstützt und neue, konkrete Projekte in Forschung, Lehre und der Anwendung generiert werden. Es sollen explizit auch (aber nicht ausschließlich) selbsttragende Geschäftsideen, verwertbare Patente, Produkte oder Ausgründungen (Start-Ups) entstehen. Das Joint Lab VR/AR stellt damit einen wichtigen Baustein für die innovative Forschung und Lehre, den Wissenstransfer am Forschungsstandort Potsdam-Golm sowie die Kooperation der UP mit externen Partnern dar.

Bedarf An der UP, bestehen bereits exzellente, fachlich fokussierte Expertisen zum Thema VR/AR. Eine Liste der Arbeitsgruppen, die an der UP (und darüber hinaus) zum Thema VR/AR arbeiten ist in Anlage 1 angefügt. Die vorhandene, lokale Expertise lässt sich durch folgende Faktoren belegen:

§ Forschungs- und Lehrerfahrungen in diversen Lehrstühlen unter Nutzung von VR und/oder AR, u.a. Professur Komplexe Multimediale Anwendungsarchitekturen (Prof. Lucke),



3 Kognitionswissenschaften und Linguistik (Prof. Fischer, Prof. Wartenburger), Allgemeine Geologie (Strecker/van der Beek), Didaktik der Mathematik (Kortenkamp) etc.;

§ Etablierte Labor-Infrastrukturen, u.a. das seit 2011 etablierte 3D-Labor im Bereich der Geowissenschaften (Zeilinger et al.); VR-Labor des Bereichs Kognitionswissenschaften (Fischer et al.);

§ Erfahrungen in verschiedenen, drittmittegeförderten Projekten zum Einsatz von VR/AR, u.a. VR in der beruflichen Weiterbildung (Zeilinger; Lucke), VR für kognitives Verständnis (Fischer);

§ Erfahrungen zum Einsatz von VR/AR in der grundständigen Lehre, u.a. im Rahmen des Projektes “Innovationen in der Hochschullehre“ (Walz et al., Stifterverband der Deutschen Wissenschaft), VR in der Lehramtsausbildung (Richter et al.);

Regional ist das Thema VR/AR stark verankert:

§ als Branchenschwerpunkt-Thema der Länder Berlin und Brandenburg im Cluster Informations- und Kommunikationstechnologien, Medien und Kreativwirtschaft,

§ bei diversen Firmen des Bereiches Medien und Kreativwirtschaft (u.a. NxtBase, Vragments, VisionYou),

§ in diversen regionalen Netzwerken, u.a. Virtual Reality Berlin-Brandenburg e.V. und MediaTech Hub Potsdam,

§ am Hasso-Plattner-Institut (HPI), § an der Filmuniversität Potsdam (HFF), § der Fachhochschule Potsdam sowie § einigen KMU des Bereiches Geoinformationstechnologien (u.a. GeoOffice, 3D Reality Maps).

An der UP soll den singulär vorhandenen Expertisen nun eine neue Experimentier- und Forschungsumgebung geboten werden, die über die Schaffung eines realen Raumes (siehe unten) hinausgeht. Neben dem Angebot eines gemeinsamen Denk- und Experimentierraumes soll den Nutzern auch inhaltliche Begleitung für die Innovationsgestaltung angeboten werden. Hierfür steht mit Potsdam Transfer ein an der UP verankerter Kompetenzträger zur Seite, der hinsichtlich des Innovationsmanagements, der Projektsteuerung und möglichen Ideen-Verwertung unterstützt. Das Joint Lab VR/AR soll zusätzlichen Raum und eine zusätzliche, inhaltliche Klammer für die Innovationsforschung zu VR/AR am Standort Potsdam-Golm sein. Das Joint Lab VR/AR ist hierbei explizit richtungsoffen und lädt all UP-Gruppen sowie fachfremde Partner aus Forschung, Wirtschaft und Gesellschaft explizit zur Mitarbeit und Mitgestaltung (Co-Creation) ein.

Umsetzung Die Konzeption des Joint Lab VR/AR wird im Rahmen des Projektes Innovative Universität Potsdam bei Potsdam Transfer koordiniert. Für die koordinieren Tätigkeiten sind Ressourcen vorhanden. Ein Vorschlag zu den zu übernehmenden Aufgaben findet sich in Anlage 3. Die Umsetzung beinhaltet vier Phasen (siehe Grafik) und umfasst nicht nur die Gesamtkonzeption, die Identifikation der internen UP- Nutzergruppen und den Aufbau der realen infrastrukturellen Basis, sondern auch die Abklärung der rechtlichen, finanziellen Rahmenparameter für das gemeinsame Nutzen des Raumes sowie das Ansprechen möglicher externer Partner bis hin zum Etablieren erster Begleitformate.

Dr. Gerold Zeilinger vom Institut für Geowissenschaften hat sich bereit erklärt, als „Kümmerer“ die inhaltliche Konzeption zu unterstützen. Die Idee des Aufbaus des Joint Lab wird vom Berlin-



4 Brandenburger Branchencluster Informations- und Kommunikationstechnologien, Medien und Kreativwirtschaft (LINK: http://innovatives-brandenburg.de/de/cluster), dem Verband der Geoinformationswirtschaft Berlin Brandenburg e.V. (LINK: http://www.geokomm.de), dem Virtual Reality Berlin-Brandenburg e.V. (LINK: http://www.virtualrealitybb.org), dem MediaTechHub Potsdam (LINK: https://www.mth-potsdam.de) sowie der Standortmanagement Golm GmbH (LINK: http://www.wissenschaftspark-potsdam.de/index.html) unterstützt. Gelingt die Umsetzung gemäß der bisherigen Planungen, soll das Joint Lab VR/AR im Q3/2022 betriebsbereit sein.

Grafik: Idealtypischer Entwicklungspfad eines Joint Labs. Entwurf: Inno-UP (Bergner et al.). Grafik: A. Frey Zwei Säulen sind wichtig für das Funktionieren des Joint Labs: (1) Joint Lab als Denk und Experimentierraum Bereits seit Anfang der Planungen für das o.g. EEC/NSG-Gebäude wurde der mögliche Raum für VR/AR, vormals als Raum 17 - Computerlabor (3D-Labor) mitgeplant. In der Ausführungsplanung sind die notwendigen Installationsanforderungen (inkl. doppelter Boden, Klimatechnik, Medienanschlüsse etc.) berücksichtigt und entsprechend eingeplant worden. Bisher unklar ist die technische Ausstattung des Raumes.

Die bauliche Hülle wird ab 01/2019 durch Mittel der EU und des Landes Brandenburg im Rahmen einer EFRE-Förderung realisiert. Die Gesamtinvestition für die technische Ausstattung des Raumes beläuft sich auf min. 750.000 €. Hierfür sollen sowohl Mittel der öffentlichen Hand (Bund: BMBF/ DFG bzw. Land Brandenburg), als auch Mittel über die Einbindung externer Partner akquiriert werden.

Für den konkreten Betrieb des Joint Lab VR/AR bestehen bereits Vorerfahrungen durch den Betrieb des 3D-Labores am Institut für Geowissenschaften. Ein detailliertes Betriebskonzept zur Deckung der Kosten, zu Nutzerentgelten für externe Partner, zur Regelung von IP etc. wird durch Potsdam Transfer derzeit erarbeitet.



5 (2) Innovationsmanagement für das Joint Lab Begleitformate sollen dabei unterstützen, Wissenschaftler*innen der UP und ihre Partner im Prozess der Innovation zu unterstützen. Hierbei werden von Potsdam Transfer kreative Formate des Austauschs angeboten, in denen die Nutzerinnen unterstützt werden, strukturiert zu neuen Lösungen zu kommen. Einige Ansätze haben sich z.B. aus den Design Thinking -Methoden entwickelt, andere kommen aus dem Gründungsbereich. Wir bedienen uns dieser Formate, weil wir überzeugt sind, dass Innovation nicht nur jenseits der klassischen Fächergrenzen entsteht, sondern auch bewusst stimuliert und gesteuert werden kann.

Wir hoffen mit den Begleitformaten des Innovationsmanagements einen wertvollen Beitrag zum Erfolg des Joint Labs zu leisten. Gleichsam hoffen wir, auch zu einem generellen Kulturwandel des miteinander Agierens und des sich Öffnens in der Wissenschaft beizutragen. Lassen Sie uns gemeinsam die positiven Aspekte von Open Innovation und Open Science gewinnbringend zu Open Innovation in Science verbinden.

Seien Sie dabei. Wir freuen uns auf Ihr Interesse!

Für weitere Fragen wenden Sie sich bitte an:

Dr. Gerold Zeilinger Dr. Andreas Bergner [email protected] [email protected] 0331-977 5839 0331-977 256219

Weitere Informationen im Bereich „Technologiecampus“ unter: www.inno-up.de



6 Anlage 1: Liste potentieller Nutzer*innen, mit denen aktuell über eine Zusammenarbeit gesprochen wird

Interner Gebrauch!!! (alle angefragt, aber noch nicht bestätigt) Stand: März 2020

Forschungseinrichtungen/ Forschergruppen Universität Potsdam, Institut für Geowissenschaften > Allgemeine Geologie

Dr. Gerold Zeilinger Prof. Peter van der Beek

... Institut für Chemie > Prof. Andreas Taubert - angefragt

... Institut für Umweltwissenschaften und Geografie > Angewandte Regionalwissen-schaften

Dr. Katharina Mohring

... Department Psychologie > Kognitions-wissenschaften

Prof. Martin Fischer Dr. Alexey Miklashevsky

... Department Linguistik > Patholinguistik / Neurokognition der Sprache

Prof. Isabell Wartenburger - angefragt

... Department Linguistik > Developmental Psycholinguistics

Prof. Natalie Boll-Avetisyan - angefragt

... Department Linguistik > Cognitive Science: Language and Methods

Dr. Audrey Bürki-Foschini - angefragt

... Department Sport und Gesundheits-wissenschaften > Sportpsychologie

Prof. Ralf Brand

HPI, Abteilung Computergrafische Systeme ... - bzgl. konkreter Nutzer noch anfragen Filmuniversität Babelsberg Bereich Forschung & Transfer

... - bzgl. konkreter Nutzer noch anfragen

FH Potsdam Urban Complexity Lab

Prof. Dr. Marian Dörk - angefragt

Weitere Gruppen der UP mit prinzipiellem Interesse am Thema VR/AR, die aber eher skeptisch gegenüber dem derzeitigen Joint Lab- Nutzungskonzept sind:

... Institut für Informatik > Komplexe Multimediale Anwendungsarchitekturen

Prof. Ulrike Lucke Dr. Raphael Zender

... Institut für Mathematik > Didaktik der Mathematik

Prof. Ulrich Kortenkamp Dr. Lena Florian

... Department Erziehungswissenschaften > Erziehungswissenschaftliche Bildungsforschung

Prof. Dirk Richter

... Institut für Umweltwissenschaften und Geografie > Geografiedidaktik

Prof. Nina Brendel

Weitere Unterstützer und potentielle Partner:

Netzwerke, Transfer Universität Potsdam, Potsdam Transfer

Dr. Andreas Bergner, Katrin Kalitzki



7 Filmuniversität Babelsberg Bereich Forschung & Transfer

Dr. Anna Luise Kiss

WFBB, Cluster IKT Stefanie Menzel MediaTech Hub Potsdam Andrea Wickleder

Alina Wilhelm VR BB, Virtual Reality Berlin-Brandenburg e.V. Peter Lorenz GEOkomm e.V., Verband der GeoInformationswirtschaft Berlin/Brandenburg

Hecker, Peter Klaus-Peter Otto

Science Park Potsdam, Standortmanagement Golm GmbH

Agnes v. Matuschka

Unternehmen BARCO Kurne, Belgien / Karlsruhe

Holger Schulz

Davit GmbH Stuttgart

Florian Knoll

...

...

Diese Namenliste ist vertraulich und beruht auf persönlichen Kontakten. Sollten Sie Änderungswünsche/ Ergänzungen zu dieser Liste haben, wenden Sie sich bitte an:

Katrin Kalitzki Dr. Andreas Bergner [email protected] [email protected] 0331-977 256225 0331-977 256219



8 Anlage 2: Geplante Nutzung und mögliche technische Ausstattung – als Vorschlagsliste (tbc)

Stand: März 2020

vorgesehene Aktivitäten

• FuE-Arbeiten mit VR im Rahmen definierter Drittmittelprojekte und im Rahmen der Grund-finanzierung

• FuE-Arbeiten mit AR, auch in kollaborativen Szenarien - im Rahmen definierter Drittmittel-projekte und im Rahmen der Grundfinanzierung

• Präsentation, Demonstrationen vor Besuchergruppen • ...

Ideale technische Ausstattungsmerkmale

• Cave-Setting für echte 3D-Projektion (AR-Modus) o 2 x LED-Screens mit ... Pxl-Auflösung o 1 x Bodenscreen

• ....

Anschlüsse (gewünscht)

• Strom • WLAN • Ethernet • Beleuchtung dimmbar, verschiedene Beleuchtungs-Konfigurationen auch an Traversen • Sound-System, mind. • ...

Computertechnische Hardware + Software + Middle ware (gewünscht)

• Computercluster von ... • Grafikkarten • ...

Weitere formale Anforderungen

• Geräuschreduzierung im Raum – z.B. durch Moltonbehänge o.ä. • Alternatives Schuhwerk (Museums-Puschen) für Begehung des Bodenscreens • Zugang barrierefrei • Garderobe und/oder Schließfächer für Wertsachen bei Besuchergruppen • ...



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Für weitere Fragen wenden Sie sich bitte an:

Dr. Gerold Zeilinger Dr. Andreas Bergner [email protected] [email protected] 0331-977 5839 0331-977 256219

Weitere Informationen im Bereich „Technologiecampus“ unter: www.inno-up.de



10 Anlage 3: Beschreibung der Rolle des „Innovative Hochschule“ –Teams (TCG)

Stand: März 2020

Das Team der Innovativen Hochschule/ TCG begleitet die Entwicklung des Joint Lab -Ansatzes von der Ideenfindung, über die Konzeptphase, die Umsetzungsphase bis zum Start der Betriebsphase und hat die Rolle des Gesamtkoordinators inne. Auf Basis Ihrer fachlichen Expertise führen wir die für eine Realisierung des Vorhabens notwendigen Akteure zusammen, helfen bei der Findung relevanter Partner, übernehmen die Prozess-Koordination und organisieren die Treffen der Akteurs-Gruppe. Für den Gesamtprozess der Joint Lab -Entwicklung verfügen wir über Vorerfahrungen und eine exzellente Einbettung in ein Netzwerk relevanter Partner vor Ort (siehe Grafik): Potsdam Transfer, das Standortmanagement des Wissenschaftsparks, Fraunhofer mit seinem Leistungszentrum „Funktionsintegration“ sowie innoFSPEC – das BMBF-Zentrum für Innovationskompetenz „Innovative Faseroptische Spektroskopie und Sensorik“.

Wichtig ist uns, dass Sie die fachliche Kompetenz beisteuern und uns klar signalisieren, worin Sie den Mehrwert der Joint Lab -Kooperation sehen. In Ihrem Interesse unterstützen wir gerne bei der Erstellung wichtiger konzeptioneller Dokumente, helfen bei der Recherche nach Förder-/Finanzierungsmodellen und unterstützen in der Außenkommunikation, Strategiebildung etc. Wir verstehen unsere Rolle hierbei als „Lenker und Moderator“, weil wir Ihnen und ihren Partnern helfen, die Joint Lab -Implementierung entlang eines strukturierten Entwicklungspfades zu verfolgen.

Wir halten es für wichtig, Joint Labs immer im Vergleich zu anderen Kooperations- und Innovationsformaten zu betrachten und je nach Anforderungsprofil das passende Format zu wählen. Darauf aufbauend haben wir einen Ablaufplan entwickelt, der helfen soll, das Ziel strukturiert und effizient zu erreichen (siehe Grafik unten). Für die einzelnen Phasen werden wir helfen, Meilensteine zu definieren und wichtige Fragen zu beantworten – von logistischen Komponenten, über die Klärung rechtlicher Rahmenbedingungen bis hin zur Identifikation möglicher Finanzierungsvarianten. Hierbei sind wir im Kontakt mit wichtigen Ansprechpartnern der Hochschulverwaltung, des Standortmanagements, aber auch Stakeholdern bei der Wirtschaftsförderung Brandenburg und anderer Transfereinheiten an der Uni Potsdam und darüber hinaus.

Wichtig ist uns, auch kreative „Denk- und Probierformate“ – Stichpunkt Open Innovation in Science – einzubringen, um bei der Implementierung des Joint Labs auch bisher nicht gedachte Lösungsansätze ggfs. doch noch aufzufinden und in die Umsetzung einzubinden. Später begleiten wir ihr Joint Lab -Vorhaben gerne auch beobachtend und beratend in der Betriebsphase, um auf neu auftretende oder unvorhergesehene Herausforderungen reagieren zu können und in zukünftigen Joint Lab -Vorhaben zu berücksichtigen.

Fazit

Um es in einem Satz zu sagen: Unser Ziel und unsere Aufgabe ist es, Wissenschaftler*innen der UP in der internen Vernetzung und der Kooperation mit externen Akteuren dabei zu unterstützen, Joint Labs als neue, nachhaltige Kooperationsform am Standort Potsdam-Golm zu etablieren.

Wir freuen uns auf eine gute Zusammenarbeit!

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