Today highly complex components are manufactured on NC-controlled machine tools. The NC programs, controlling these machines, are usually automatically generated by CAM software. This automatic processing is often erroneous. The VR-based realistic machine simulation, presented in this paper, extends the usual content of a machine simulation, like material removal and collision detection, by various new aspects. The coupling of a real NC unit allows the recognition and elimination of all process- as well as controller-caused errors. The integration of the multi-body simulation enables the consideration of inertia, machine rigidity and milling cutter deflection.

Für das Virtual Reality-Labor des Instituts für Wirtschaftsinformatik der Universität Leipzig sollen Alternativen zu den bestehenden Steuerungsmöglichkeiten gefunden, an die Anlage angeschlossen und evaluiert werden. Es werden Vorgehensweisen dargelegt, die den Anschluss neuer Geräte ermöglichen sowie deren Anwendung am Beispiel der Nintendo Wii-Remote gezeigt.:1 Einleitung 1.1 Motivation 1.2 Zielstellung 1.3 Grundlagen der Steuerung und Interaktion 1.4 Vorhandenes Steuersystem 2 Alternative Steuergeräte 2.1 Überblick 2.2 Nintendo Wii-Remote 2.2.1 Hardware 2.2.2 Verbindungsherstellung 2.2.3 Anwendungsmöglichkeiten 3 Emulation 3.1 GlovePIE 3.2 PPJoy 3.3 IDO:ImmersiveWorkspace 3.4 Umsetzung der Desktopsteuerung 3.5 Umsetzung der Powerwall-Steuerung 3.6 Zwischenfazit 4 Virtual Reality Peripheral Network 4.1 Grundlagen 4.2 Nutzung von VRPN durch IC:IDO 4.3 Nutzung der Wii-Remote 5 Zusammenfassung und Ausblick

Cycling offers many benefits, such as reducing traffic congestion, Iower emissions and health benefits. To further promote cycling, the cyclists' perceived safety needs to be addressed. In this context, automated vehicles offer high potential for designing safe and comfortable interactions with cyclists in the future. A key parameter in these interactions constitutes the proximity of vehicles passing cyclists to avoid causing discomfort. To evaluate specific scenarios with varying proximity, cycling simulators provide a safe and standardized environment for traffic safety research. Therefore, there are numerous efforts to implement cycling simulators for use in research. However, it is important to verify the simulator validity to ensure the generalizability of results. In this work, an implementation of a virtual reality (VR) cycling simulation is presented and it is aimed to investigate the simulator validity in terms of perceived criticality in traffic conflict scenarios as well as the participants' experience of presence within the VR cycling simulation. [from Introduction]

Der Maschinenbau benötigt zum Erhalt seiner Innovationsfähigkeit neue, ganzheitliche Ansätze, die die vollständige Digitalisierung der Produktentwicklung bis zur digitalen Produktion/Fabrik und auch die Geschäftsprozesse, das Produktionsmanagement und gesamtwirtschaftliche Aspekte einschließen. Ziel der Profillinie ist es, Ressourcen und Kompetenzen zu bündeln und unter Beachtung des industriellen Umfeldes und der Veränderungen im Forschungsumfeld in Deutschland und Europa eine “kritische Masse” an F&E-Potenzial zu schaffen, die es erlaubt, an der Spitze der Maschinenbauforschung zu agieren.

This thesis addresses the question of how to teach dynamic motor skills to synthetic humanoids. A general approach based on imitation learning is presented and evaluated on a number of synthetic humanoids, as well as a number of different motor skills. The approach allows for intuitive and natural specification of motor skills without the need for expert knowledge. Using this approach we show that various important problems in robotics and computer animation can be tackled, including the synthesis of natural grasping, the synthesis of locomotion behavior or the physical interaction between humans and robots.

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Die numerische Simulation ist ein unverzichtbares Werkzeug bei der Produktentwicklung geworden. Bereits in den frühen Phasen von Studien und Konzepten können unterschiedliche Lösungsansätze für eine Aufgabenstellung bewertet werden. In diesem Zusammenhang wird von virtuellen Prototypen gesprochen. Bei der Simulation mobiler Arbeitsmaschinen erfordert das die Einbindung des Bedieners. Die technologische Leistungsfähigkeit wird wesentlich durch die Interaktion zwischen Bediener und Maschine geprägt. Die Beschreibung des Bedieners durch mathematische Modelle ist bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht mit belastbaren Resultaten erfolgt. Die Entwicklungen im Bereich der Simulationstechnologie und der Computergrafik ermöglichen die Durchführung interaktiver Simulationen in komplexen virtuellen Welten. Damit lässt sich der Bediener direkt in die Simulation einbinden und es können zusätzliche Potenziale, wie z. B. bei der Untersuchung der Mensch-Maschine-Interaktion erschlossen werden. Durch die interaktive Simulation in Virtual-Reality-Systemen werden neue Anforderungen an die Simulationssoftware gestellt. Zur Interaktion mit dem Bediener müssen die Eingaben aus den Bedienelementen in Echtzeit verarbeitet und audiovisuelle Ausgaben generiert werden. Dabei sind neben den mathematisch-physikalischen Aspekten der Simulation auch Problemfelder wie Synchronisation, Kommunikation, Bussysteme und Computergrafik zu behandeln. Die Anpassung des Simulationssystems an unterschiedliche Aufgabenstellungen erfordert ein flexibel konfigurierbares Softwaresystem. Als Lösung dieser Aufgabenstellung wird eine Softwarearchitektur vorgestellt, welche die unterschiedlichen Problemfelder durch klar voneinander abgegrenzte Komponenten mit entsprechenden Schnittstellen behandelt. Das entstandene Softwaresystem ist flexibel und erweiterbar. Die Simulationsaufgabe wird durch die Konfiguration des Komponentensystems spezifiziert. Die entstehenden Konfigurationsdateien bilden die Anwendungslogik ab und stellen daher einen der wesentlichen Kostenfaktoren bei der Realisierung interaktiver Simulationen dar. Zur Erhöhung der Wiederverwendbarkeit bestehender Konfigurationsfragmente wird ein kompositionsbasierter Ansatz auf der Basis von Skriptsprachen gewählt. / Numerical simulation has evolved into an indispensable tool in modern product development. Even in the early design phases of studies and concepts several different approaches for one individual task can be evaluated. In this context the term virtual prototypes can be used. For effective simulation of mobile construction site machinery incorporation of the operator\'s influence is required. The technological performance of the machinery is essentially influenced by the interaction between the operator and the machine. Currently, there are no known mathematical models describing the operator\'s behaviour, which give substantiated results. The latest developments in computing technology and computer graphics facilitate interactive simulations in complex virtual worlds. This allows not only the operator to be linked to the simulation but also the investigation of additional research areas such as human-machine-interaction. The application of interactive simulation in virtual reality systems places new demands on the simulation software. Due to the interaction not only input signals from the instruments have to be processed but also audio and visual output has to be generated in real time. In addition to the mathematical and physical aspects of simulation, problems in the areas of synchronisation, communication, bus systems and computer graphics also have to be solved. The adaption of the simulation system to new tasks requires a flexible and highly configurable software system. As a response to these demands, a software architecture is presented which partitions the various problems into finite components with corresponding interfaces. The partitioning results in a flexible and extendable software system. The simulation task is specified by the configuration of the component system. The resulting configuration files reflect the application logic and therefore represent one of the main cost factors in the realisation of the interactive simulations. A composition-based approach is chosen as it raises the level of reuse of existing configuration fragments. This approach is based on scripting languages.

Weltweit führende Hersteller von Markenprodukten sind ihrem Anspruch verpflichtet, Benchmark der Branche für Qualität, Design, Innovation und Gebrauchswert ihrer Produkte zu sein. Dieses Ziel zu wettbewerbsfähigen Preisen und in immer kürzeren Innovationszyklen zu erreichen, ist kein zufälliges Ergebnis, sondern das Resultat visionärer Unternehmensstrategien, die schon früh auf standardisierte Produktentstehungsprozesse und durchgängige, unterstützende IT-Systeme im Rahmen eines konsequenten Product Lifecycle Management (PLM) setzen.

PLM-Strategien stehen heute vor der Herausforderung, immer größere und vor allem auch immer komplexer vernetzte Informationen über Produkte nicht nur, wie im Rahmen von klassischen PDM-Lösungen üblich, weitgehend auf mechanische Komponenten beschränkt für die Produktentwicklung zu verwalten, sondern Lösungen für den gesamten Produktlebenszyklus bereitzustellen. Dabei müssen zum einen vielfältige mechatronische Komponenten (Mechanik, Elektrik, Elektronik und Software), große Komponentenzahlen, tiefe Strukturen, große Variantenvielfalt sowie z.B. auch servicebezogene Informationen abgebildet werden. Zum anderen sind diese Informationen im Kontext einer verteilten Nutzung (collaborative engineering) von der Anforderungsdefinition über die frühen Entwicklungsphasen (front loading) bis zur Wartungsunterstützung bereitzustellen.

Software frameworks for Realtime Interactive Systems (RIS), e.g., in the areas of Virtual, Augmented, and Mixed Reality (VR, AR, and MR) or computer games, facilitate a multitude of functionalities by coupling diverse software modules. In this context, no uniform methodology for coupling these modules does exist; instead various purpose-built solutions have been proposed. As a consequence, important software qualities, such as maintainability, reusability, and adaptability, are impeded. Many modern systems provide additional support for the integration of Artificial Intelligence (AI) methods to create so called intelligent virtual environments. These methods exacerbate the above-mentioned problem of coupling software modules in the thus created Intelligent Realtime Interactive Systems (IRIS) even more. This, on the one hand, is due to the commonly applied specialized data structures and asynchronous execution schemes, and the requirement for high consistency regarding content-wise coupled but functionally decoupled forms of data representation on the other. This work proposes an approach to decoupling software modules in IRIS, which is based on the abstraction of architecture elements using a semantic Knowledge Representation Layer (KRL). The layer facilitates decoupling the required modules, provides a means for ensuring interface compatibility and consistency, and in the end constitutes an interface for symbolic AI methods. / Software Frameworks zur Entwicklung Echtzeit-interaktiver Systeme (engl. Realtime Interactive Systems, RIS), z.B. mit Anwendungen in der Virtual, Augmented und Mixed Reality (VR, AR und MR) sowie in Computerspielen, integrieren vielfältige Funktionalitäten durch die Kopplung verschiedener Softwaremodule. Eine einheitliche Methodik einer Kopplung in diesen Systemen besteht dabei nicht, stattdessen existieren mannigfaltige individuelle Lösungen. Als Resultat sinken wichtige Softwarequalitätsfaktoren wie Wartbarkeit, Wiederverwendbarkeit und Anpassbarkeit. Viele moderne Systeme setzen zusätzlich unterschiedliche Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) ein, um so intelligente virtuelle Umgebungen zu generieren. Diese KI-Methoden verschärfen in solchen Intelligenten Echtzeit-interaktiven Systemen (engl. Intelligent Realtime Interactive Systems, IRIS) das eingangs genannte Kopplungsproblem signifikant durch ihre spezialisierten Datenstrukturen und häufig asynchronen Prozessflüssen bei gleichzeitig hohen Konsistenzanforderungen bzgl. inhaltlich assoziierter, aber funktional entkoppelter Datenrepräsentationen in anderen Modulen. Die vorliegende Arbeit beschreibt einen Lösungsansatz für das Entkopplungsproblem mittels Abstraktion maßgeblicher Softwarearchitekturelemente basierend auf einer erweiterbaren semantischen Wissensrepräsentationsschicht. Diese semantische Abstraktionsschicht erlaubt die Entkopplung benötigter Module, ermöglicht eine automatische Überprüfung von Schnittstellenkompatibiltät und Konsistenz und stellt darüber hinaus eine generische Schnittstelle zu symbolischen KI-Methoden bereit.