Virtuelle Labore (PM 08/23)

München, 03. Mai 2023 - Angewandte Wissenschaften, das bedeutet in den Studienfächern an der Hochschule München (HM) auch einen großen Anteil Praxis. Im Studium der Mikro- und Nanotechnik beispielsweise führen Studierende in ihren Praktika reale Experimente im Labor durch. Das ist in doppelter Hinsicht riskant: Zum einen, weil das Equipment im Bereich der Halbleiter- und Nanotechnik häufig sehr teuer ist, zum anderen, weil manche Versuche risikoreich sind wie etwa der Umgang mit ätzenden Säuren. Ein Forscherteam um Prof. Dr. Christina Schindler und Dr. Cornelius Weiß an der Fakultät für angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik der HM ist daher dabei, einen digitalen Zwilling des HM-Labors zu erschaffen.

Virtuelle Labore eröffnen den Studierenden viele Möglichkeiten
Die 1:1 Abbildung von Laboren im virtuellen Raum eröffnet viele Möglichkeiten: Die Studierenden können sich damit besser auf ihre Präsenzzeit vorbereiten und sich vorab mit der Laborumgebung vertraut machen. Offene Fragen können sie bereits im Vorfeld klären. Fehler, die aus Sicherheitsaspekten gefährlich wären, bleiben in einem virtuellen Labor ohne beispielsweise gesundheitliche Folgen. Und die Einarbeitung in die Materie findet spielerisch statt. Ganze Versuche oder einzelne Versuchsteile können wie in einem Videospiel getestet und so erlernt werden. „Den großen Vorteil von VR (Virtual Reality) sehe ich persönlich darin, komplexe fachspezifische Inhalte und naturwissenschaftliche Phänomene, die sonst schwer zu greifen oder zu visualisieren sind, anschaulich und auch spielerisch zu vermitteln,“ sagt Weiß zur Didaktik.

Geplant ist, irgendwann einen kompletten digitalen Zwilling der Hochschule München programmiert zu haben – doch bis dahin werden noch einige Jahre vergehen. Derzeit ist erst einmal ein digitaler Zwilling des so genannten Reinraums in Arbeit, eines Labors, in dem die Konzentration luftgetragener Teilchen, Partikel oder Keime sehr gering gehalten wird und der daher nur mit Schutzkleidung betreten werden darf. In einer 360°-Begehung lässt sich der Reinraum erkunden und die digitalen Zwillinge einzelner Geräte wie des Ellipsometers oder des Profilometers können bereits genutzt werden.