Dienstag, 11. Dezember 2018

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Michael Auert

Michael Auert

Diplom-Chemiker

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Digitalisierung und Labor 4.0 waren zwei der Schwerpunkte des diesjährigen Forums Labor- und Qualitätsmanagement von Klinkner & Partner, welches am 19. und 20. Juni in Saarbrücken stattfand. Neben den bekannten Themen dieses Bereichs wie LIMS, SmartLab und die Datenschutz-Grundverordnung wurde erstmals auch das Thema Augmented Reality vorgestellt.
Sascha Herrmann von der CAQ AG gab einen Einblick welche Möglichkeiten sich im Labor der Zukunft mit Hilfe der Augmented Reality (AR; zu Deutsch erweiterte Realität) bieten könnten. Bei AR, die nicht mit der virtuellen Realität (VR) verwechselt werden sollte, werden Objekte in die reale Sicht der Welt eingebettet, bei VR taucht man in eine komplett künstliche Welt ein. Die wohl bekannteste Privatanwendung der erweiterten Realität im Bereich der Smartphone Nutzung stellt Nintendos Pokémon Go dar. Breiten Eingang in Business Anwendungen hat AR aber bislang nicht gefunden. Allerdings wurden von Apple, Google und Facebook bereits Milliarden investiert und diese Konzerne sehen darin eine der wichtigsten Technologien der Zukunft.
Noch steckt die Technologie in den Kinderschuhen, aber die Demonstration mit der Datenbrille HoloLens von Microsoft zeigte, dass mittelfristig ein gigantisches Potenzial gerade auch für Business-Anwendungen dahinter steckt. Gezeigt wurde beispielweise die Option, QR- oder BarCodes auf Objekten über eine VR-Brille zu scannen und dann in Bruchteilen einer Sekunde die zugehörigen Informationen einzublenden. Im Labor kann das bei Proben, Chemikalien, Reagenzien, Messgeräten und Normalen extrem hilfreich sein. Beispielsweise kann sofort angezeigt werden, ob ein Reagenz, Messgerät oder Normal freigegeben oder gesperrt ist, weil beispielsweise die Überwachungsfrist überschritten ist. Aber auch zugehörige Dokumente wie Kalibrierscheine von Normalen, Bedienungsanleitungen von Messgeräten oder Ansatzprotokolle von Lösungen könnten sofort eingesehen werden. Das Scannen von Codes wird in Lagerhaltung und Logistik schon sehr intensiv eingesetzt und ermöglicht beispielsweise die schnelle Bestandsermittlung und -aktualisierung sowie das Tracking von Objekten.
Es liegt auf der Hand, dass dadurch Suchzeiten reduziert und Fehler vermieden werden können - bei erhöhter Transparenz.
Als „Auslöser“ für Aktionen via Datenbrille kommen neben QR-Codes aber auch Bild-, Muster- und Gestenerkennung in Frage, künftig sicher auch Sprachsteuerung. Weiterhin kann auch der aktuelle Standort ermittelt werden und Aktionen auslösen wie den Hinweis, dass ein bestimmter Bereich betreten wird und nun eine Handdesinfektion durchzuführen ist.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit sind eingeblendete Bearbeitungshinweise und Videos, die beispielsweise Montage-, Wartungs- und Reparaturarbeiten wesentlich erleichtern. Im Labor könnten damit auch Probenahme, Probenvorbereitung, Kalibrierung und Messung gut abgedeckt werden. Der besondere Effekt dabei ist, dass nicht zwangsläufig der gesamte Arbeitsablauf in einem getrennten Dokument wie einer Arbeitsanweisung gespiegelt wird, sondern dass einzelne Arbeitsschritte und Informationen genau an der Stelle eingeblendet werden können, wo sie gebraucht werden. Die klassische Arbeitsanweisung wird sozusagen fragmentiert und just in time angeliefert. Neben der Zeiteinsparung und Fehlerminimierung könnte dann zumindest bei standardisierten Prozessen auch an Einarbeitungszeit und möglicherweise auch an der Qualifikation des Personals gespart werden.
Das bedeutet, dass im Idealfall Verbesserungen bei allen drei Dimensionen des magischen Dreiecks möglich werden: schneller, besser, billiger.
Arbeiten im Labor (besonders in der Routine-Qualitätskontrolle) sollten davon besonders profitieren können. Der Einsatz einer Mixed-Reality-Brille macht im Labor besonderen Sinn, da das Tragen einer Schutzbrille im Regelfall vorgeschrieben ist. Die zurzeit verfügbaren Datenbrillen sind allerdings noch viel zu sperrig und das Benutzergesichtsfeld bislang zu eingeschränkt. Eine Integrierung der Datenbrille in die Schutzbrille wäre zur Laborverwendung also der nächste wichtige Schritt. Die Entwicklung bei Datenbrillen, die normalen Brillen gleichen, ist bereits in vollem Gange. Hier bleibt abzuwarten, welcher der großen Hersteller sich mit welchem Konzept durchsetzt.
Ebenfalls ein großer Vorteil von Datenbrillen (auch gegenüber Tablets) sind die freien Hände, die für Laborarbeiten natürlich wichtig sind. Und wenn die Eingabe über Sprachsteuerung, Gestensteuerung oder virtuelle Tastaturen erfolgen kann, wäre auch das Thema Laborhandschuhe und Kontaminationsvermeidung im Griff.
Und da im Labor auch das Tragen von Kitteln vorgeschrieben ist, könnten beispielsweise die Akkus in die Kitteltaschen wandern und dadurch noch leichtere Datenbrillen ermöglichen.
Was sind nun die Funktionen von Datenbrillen? Im Wesentlichen sind es:
  • Erkennen von Gesten wie Hand- und Augenbewegungen (Gestensteuerung)
  • Erkennen bzw. Lesen von Barcodes und QR-Codes
  • Erkennen von Mustern (Objekt- oder Gesichtserkennung, Irisscan)
  • Erfassen des Standortes und der Positionierung im Raum
  • Übertragung von Daten ins oder aus dem Internet
  • Einblenden von Textinformationen ins Sichtfeld
  • Einblenden von Grafiken und Videos ins Sichtfeld
  • Einblenden von dreidimensionalen statischen oder bewegten Objekten ins Sichtfeld
  • Positionieren und Fixieren der Einblendungen
  • Aufnahme von Fotos und Videos
Je mehr und je grafischer und bewegter die Informationen werden, desto teurer und schwerer werden natürlich auch die Datenbrillen. Es ist also zu erwarten, dass sich für industrielle Businessanwendungen andere Lösungen durchsetzen werden als für den Consumer- und Entertainment-Bereich.
Die Kombination von AR, Datenbrillen, mobilen Geräten wie Tablets, Scanner und drahtlose Headsets sowie Sprachsteuerung wird es ermöglichen, dass auch im Labor die IT beweglich wird und dem Menschen folgt. Dies könnte irgendwann klassische IT-Endgeräte wie PCs und Standbildschirme ersetzen und somit überflüssig machen.
Die Aufzeichnung ganzer Arbeitsabläufe (wie beispielsweise die meist schlecht dokumentierte Probenahme und Probenvorbereitung) in Fotos oder als Video macht schließlich beweisbar und nachvollziehbar, dass und wie Arbeiten durchgeführt wurden. Was aus Sicht der Qualitätssicherung und Produktsicherheit begrüßenswert ist und viel mehr Transparenz bringt, ist aus Sicht der Arbeitnehmerrechte und des Datenschutzes natürlich hochproblematisch. Hier muss eine Güterabwägung zum tragbaren Kompromiss führen.
Fazit: Die Digitalisierung schreitet auch im Labor weiter mit großen Schritten voran. Auf dem Weg zum papierlosen Labor wird dabei auch Augmented Reality eine ernst zu nehmende Rolle spielen.
Informieren Sie sich über IT-Lösungen für das Labor der Zukunft auf dem LIMS-Forum 2018.