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Neue Technologien

Virtuelle Realität in Schulungsmaßnahmen zur Verhaltensänderung

Auf Baustellen gibt es zahlreiche Gefährdungen für die dort arbeitenden Menschen, die aber oft nicht erkannt bzw. nicht oder zu wenig beachtet werden. Die deutsche Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft (BG BAU) setzt nun erfolgreich virtuelle Realität in Schulungsmaßnahmen ein, um Verhaltensänderungen beim Baustellenpersonal zu bewirken.
Großbaustelle mit schwerem Gerät und Stahlkonstruktion
© Dr. Claudia Waldinger

Baustellen können recht unübersichtliche und große Arbeitsbereiche sein, in denen die Menschen nur schwer auszumachen sind. So ist z. B. auf der Baustelle eines Parkhauses in Wuppertal eine Person zu erkennen, die Warnkleidung trägt, während eine weitere Person daneben nur durch einen gelben Helm zu erahnen ist (siehe Abbildung 1). Bei der Sanierung der Schwebebahn in Wuppertal sind Personen in der Stahlkonstruktion zu sehen – aber auch nur, wenn man genau hinschaut (siehe Titelbild). 

Solche Situationen, in denen Personen schlecht sichtbar sind oder übersehen werden, sind typisch für Baustellen und können überall auftreten. Hinzukommt, dass jede Baustelle anders und neu ist, sodass es selten gleichartige Situationen gibt, die dauerhaft abgestellt werden können, wie es in einem stationären Betrieb eher möglich ist.

Zu bedenken sind auch Faktoren, die sich nur schwer beeinflussen lassen, und die äußeren Bedingungen, die die Tätigkeit auf dem Bau mit sich bringen: Die Arbeit ist schwer, es wird schweres Gerät eingesetzt, die klimatischen Bedingungen reichen von kalt und nass bis hin zu heiß und trocken. Der Boden kann rutschig und uneben sein und es herrschen oftmals Stress und Termindruck.

Welchen Stellenwert haben Achtsamkeit und Selbstschutz?

Vor diesem Hintergrund der damit verbundenen Gefährdungen auf Baustellen und den äußeren Bedingungen stellt sich die Frage: Welchen Stellenwert haben Selbstschutz und Selbstwert für sich selbst und Fürsorge und Achtsamkeit für die anderen, die auf der Baustelle arbeiten?

Von den Menschen auf dem Bau wird die gesamte Situation als „normal“ beschrieben. Dass von einem unaufgeräumten Arbeitsbereich Gefährdungen ausgehen, die nicht nur „Stolpern, Rutschen, Stürzen“ bedeuten, wird nicht wahrgenommen. Bei Absturzkanten scheint ein gewisser Gewöhnungseffekt zu bestehen: Je öfter daran gearbeitet wird, desto sicherer glauben die Menschen ohne Schutz arbeiten zu können.

Großbaustelle mit Bagger und Gebäuden
Abbildung 1: Baustellen können recht unübersichtliche Arbeitsbereiche sein, in denen Personen schlecht sichtbar sind oder übersehen werden. © Dr. Claudia Waldinger

Wie kann die „Normalität der Gefahr“ abgestellt werden?

Um Unfälle und Berufskrankheiten im Bauwesen zu verhindern, müsste man die Gefahren und die Menschen trennen, oder die Gefährdungen abstellen. Beides würde die Tätigkeiten des Bauens weitgehend zur Einstellung bringen. Wir haben uns daher gefragt, wie man den Blick für Gefährdungen schulen, die Aufmerksamkeit darauf lenken und so die „Normalität der Gefahr“ abstellen kann.

Lernen, Wissen, Umsetzen

Dass zu einer Verhaltensänderung ein langer Lernprozess gehört, hat bereits Hermann Ebbinghaus, ein Pionier der Gedächtnisforschung, mit der Lernkurve erklärt, die hier in Anlehnung an seine Forschung dargestellt ist. Abhängig von Art und Inhalt des Lernens sowie von Wiederholungen und Vorwissen wird Gelerntes behalten und kann wiedergegeben werden (siehe Grafik 1).

Nach 6 Tagen hat man noch eine Erinnerung an ca. 20 % des Gelernten, wenn man es nur gehört hat. Wurde das Wissen außerdem optisch dargestellt, liegt die Erinnerungsquote bei 45 %. Hat man die Lerninhalte auch besprochen und geübt, können nach 6 Tagen noch 92 % wiedergegeben werden. Je mehr Sinne also angesprochen werden, desto größer ist der Lernerfolg.

Die Arbeiten von H. Ebbinghaus stammen aus dem Jahr 1885. Wir haben uns nun damit beschäftigt, diese Erkenntnisse zeitgemäß umzusetzen, und sind in drei Schritten vorgegangen: 1) analoge Wissensvermittlung, 2) analoge und digitale Wissensvermittlung sowie 3) digitale Wissensvermittlung mit interaktiven Elementen.

Grafik mit Lernkurve von Hermann Ebbinghaus
Grafik 1: Lernkurve von Hermann Ebbinghaus © Dr. Claudia Waldinger

Fehlersuchbilder, analoges Lernen

Im ersten Schritt haben wir Grafiken von Baustellen mit typischen Situationen entwickelt, wie sie vor einem Unfall auftreten können. Mit diesen Grafiken, die wir als Fehlersuchbilder bezeichnet haben, gingen wir in direkten Dialog mit Menschen, die in den Arbeitsbereichen tätig sind, und baten darum, die gefährlichen Situationen zu markieren (siehe Grafik 2).

Regelmäßig ergab der erste Blick auf unsere Grafiken die Aussage, dass das eine typische Baustelle sei. Bei genauerem Hinsehen wurden dann die gefährlichen Situationen und Beinahe-Unfälle entdeckt und es entwickelte sich so manches Mal ein regelrechter Wettkampf, wer es schafft, alle Fehlerquellen zu identifizieren.

Normalweise würden wir falsche Situationen nicht zeigen, denn auch das Bild einer falschen Situation setzt sich im Gehirn fest. Mit den Fehlersuchbildern sprechen wir aber Sozialverhalten an, denn gemeinsames Suchen macht Spaß. Weil alle Bilder gezeichnet sind, kann jede Situation belächelt werden, jede:r kann mit dem Finger darauf zeigen und das abgebildete Verhalten kritisieren. Die Fehlersuchbilder und die Lösungen (wie hier abgebildet) gaben wir den Teilnehmern:Teilnehmerinnen dieses Projektes mit. Inzwischen wurden Fehlersuchbilder für 9 verschiedene Gewerke oder Baustellenarten entwickelt und werden gerne für Unterweisungen verwendet, insbesondere dann, wenn eine Sprachbarriere überwunden werden muss, denn die Fehlersuchbilder kommen zunächst ohne Text aus.

Baustelle mit gefährlichen Situationen
Grafik 2: Fehlersuchbild einer „typischen Baustelle“. Erst bei genauerem Hinsehen wurden die gefährlichen Situationen und Beinahe-Unfälle entdeckt. © BG BAU / H2S Werbeagentur Hannover

Unterweisungshilfe digital

Im zweiten Schritt haben wir die Fehlersuche über ein Programm digital zur Verfügung gestellt. Einerseits haben wir damit die Reichweite stark erhöht, jedoch konnten wir nicht sicherstellen, dass Rückfragen zu den Situationen richtig beantwortet werden, wenn das Programm in einer Selbstlernphase verwendet wurde. Wir konnten zwar insbesondere die IT-affinen Jugendlichen ansprechen, aber gerade die Auszubildenden benötigen weitere Informationen, weil ihnen die Erfahrungen auf und von der Baustelle fehlen. 

Wie die Lernkurve von Ebbinghaus zeigt, ist die Diskussion über den Lernstoff wichtig. Ohne eine fachliche Begleitung hatte diese Form der Online-Wissensvermittlung nicht den gewünschten Effekt, denn es fehlte die Möglichkeit, die Situationen richtigzustellen und auch die Begründungen zu liefern. Wir haben daher den Ansatz anders weiterverfolgt und eine Lernumgebung mit virtueller Realität aufgebaut.

Virtuelle Realität als Lerntool

Im dritten Schritt haben wir die Fehlersuchbilder als Hintergrundbilder in der virtuellen Realität verwendet und Bereiche eingefügt, die interaktives Handeln ermöglichen. Hierzu flossen unsere Erfahrungen aus Baustellenbegehungen und den Unfallstatistiken ein, sodass die Situationen aus realen Vorkommnissen stammen (siehe Abbildung 2).

Wie funktioniert nun die VR? Die Lernumgebung als virtuelle Realität besteht aus statischen Bereichen und solchen, in denen interaktive Prozesse möglich sind. Der Bereich, in der sich der:die Träger:in der VR-Brille (Akteur:in) bewegen kann, wird durch sogenannte Basisstationen, die real an den Ecken des Feldes stehen, auf ca. 5 × 5 m begrenzt. Dieser Bereich ist vollkommen freizuhalten und darf auch durch Zuschauer:innen nicht betreten werden. Um das sicherzustellen, wird der Bereich abgesperrt. Steht kein Raum dieser Größe zur Verfügung, ist die VR nicht anwendbar. Man kann die VR zwar auch im Sitzen, auf kleinstem Raum anwenden, aber dann fehlt das vorgesehene Lernerlebnis.

Gerät der:die Träger:in der VR-Brille real an die Grenzen, erscheint in der Brille virtuell ein blaues Gitter, das davor warnt, weiterzugehen. Die Hintergrundbilder sind als 3D-Grafiken aufbereitet, sodass der:die Akteur:in dennoch den Eindruck hat, deutlich mehr Platz als 5 × 5 m zu haben, und sich entsprechend schnell bewegt.

Der:die Akteur:in kann den Bereich virtuell nur verlassen, wenn er:sie innerhalb der VR speziell angelegte Portal-Knöpfe berührt. So kann er:sie z. B. mit einem Aufzug fahren oder sich von einem zum nächsten Raum „portieren“. Am realen Feld ändert sich nichts, wohingegen das virtuelle Feld durch die Möglichkeit des Portierens sehr groß werden kann. 

Arbeiter mit Helm und Virtual Reality Brille
Abbildung 2: Startbildschirm des VR-Lerntools der BG BAU. AUSGABE © Dr. Claudia Waldinger

Während der:die Akteur:in in der VR die Fehler sucht und behebt, muss er:sie ständig begleitet und beobachtet werden. Das Gehirn des:der Akteurs:Akteurin erhält unterschiedlichste Signale, die verwirrend sein können und dazu führen, dass z. B. Schwindel ausgelöst wird. So fährt der:die Akteur:in virtuell im Aufzug und das Gehirn erhält über die Augen auch die entsprechenden Bilder, jedoch steht der:die Akteur:in real auf dem festen Boden. Das Gleichgewichtsorgan gibt daher keine Signale weiter und das Gehirn wird irritiert und könnte mit Schwindel reagieren. Auch bei Nutzung der virtuellen Realität ist daher eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen, die Aufbauanleitung ist zu befolgen und die Unterweisung, die jeder:jede Akteur:in erfährt, ist zu dokumentieren.

Es gibt zwar keine reellen Absturzkanten, aber die Wirkung der VR auf das Gehirn ist nicht zu vernachlässigen. Bevor eine Nutzung erfolgen kann, wird der:die Akteur:in daher unterwiesen, darf keinen Alkohol getrunken oder Medikamente eingenommen haben und muss eine Übung durchführen, falls ein Schwindelgefühl auftritt.

Zuschauer:innen können über einen Bildschirm verfolgen, was in der VR-Brille zu sehen ist, und sehen so mit den Augen des:der Akteurs:Akteurin. Auch das kann anstrengend sein, denn Akteure:Akteurinnen in der VR bewegen sich in der Regel schnell und jede Bewegung des Kopfes wird auf den Bildschirm übertragen. 

Situationen in der VR

In der virtuellen Realität haben wir inzwischen 19 Situationen programmiert, die in der realen Welt Gefährdungen bedeuten oder mit denen Gefahren verbunden sein können: Absturzgefahr, Öffnungen im Wandbereich, unvollständiges Gerüst, Maschinen und Geräte, eine defekte Leiter. Hier kann der:die Akteur:in die Gefährdung verhindern, in dem z. B. das Gerüst vervollständigt oder die Absturzkante mit einer Sicherung versehen wird. In einigen Situationen kann persönliche Schutzausrüstung mitgenommen und eingesetzt werden. An Maschinen können die Prüfsiegel angesehen werden oder das Gerät ggf. auch in die Werkstatt gegeben werden.

Aufzählung von Virtual Reality Situationen
Abbildung 3: Abschlussbild mit 19 VR-Situationen © Dr. Claudia Waldinger

Wir haben die Situationen dabei nahe an der „Bau“-Realität mit typischen Gefährdungen und dem typischen Unfallgeschehen programmiert. So gehören auch Unordnung oder ungesicherte Bodenöffnungen zu den Gefährdungen, die gefunden und abgestellt werden müssen.

Nach Durchlauf durch die ganze Anwendung erhält man ein Abschlussbild, das als Grundlage für die Diskussion mit dem:der Akteur:in und den Zuschauern:Zuschauerinnen dient (siehe Abbildung 3). Wichtig ist dabei, dass es nicht um Kritik geht, sondern darum, die Gefährdungen zu sehen und abzustellen. Im Vordergrund steht, den Blick zu schärfen und die richtigen Maßnahmen einzuleiten. Das kann auch bedeuten, dass ein:e Akteur:in, dessen:deren Kompetenzen in der Realität überschritten würden, einfach an der richtigen Stelle Bescheid sagt und sich nicht in eine Gefährdung begibt.

Wir haben dazu einen zusätzlichen Gesichtspunkt eingebracht: Fehlverhalten von Beschäftigten, welches unter Zeitdruck auftritt. Manche Unfälle passieren, weil improvisiert wird und „mal eben“ etwas erledigt wird, um Zeit oder Weg zu sparen. Eine Situation, die wir hinzuschalten können, eröffnet die Wahl, ob man über einen Balken gehen will, um Werkzeug zu holen, oder doch lieber den weiteren Weg über das Gebäude nehmen will.

Ein Teil der Akteure:Akteurinnen will tatsächlich den Weg über den Balken nehmen, während andere die Gefahr sehen, den Absturz fürchten und die nächsten Schritte verweigern. Dieser Punkt wird anschließend meist heiß diskutiert, denn hier erwarten wir von den Akteuren:Akteurinnen ein deutliches „Nein, da gehe ich nicht drüber!“. Diejenigen, die glauben mutig sein zu müssen, erhalten hier die richtigen Argumente, um sich nicht in gefährliche Situationen zu begeben.

Abbildungen von Virtaul Reality Situationen
Abbildung 4 © Dr. Claudia Waldinger

Ist es ein Spiel?

Wir werden oft damit konfrontiert, dass wir ein Spiel entwickelt hätten, das keinen Wert für die Realität hätte. Ein Spiel ist tatsächlich eine Tätigkeit ohne bewussten Zweck, zum Vergnügen, zur Entspannung, zur Freude an ihrer Ausübung. Die VR der BG BAU hat aber einen sehr realen Hintergrund, denn die Unfälle, die passieren, haben viel zu oft einen schweren oder tödlichen Verlauf. In der VR setzen wir die Akteure:Akteurinnen den Gefahren gefahrlos aus, weil die VR keine Absturzkanten hat und wir das Erkennen von Gefahren üben. Insofern liegt hier der sehr bewusste Zweck der Verhütung von Unfällen und Berufskrankheiten vor. Lernen funktioniert in der Regel aber besser, wenn es Spaß macht. Diesen Spaßfaktor haben die Akteure:Akteurinnen in der virtuellen Realität tatsächlich und lernen eifrig.

Was empfinden die Akteure?

Bei Befragungen der Akteure:Akteurinnen erhält man praktisch immer die Aussage, dass die VR eine spannende Form der Wissensvermittlung ist und dass es anstrengend ist – die meisten geraten sogar ins Schwitzen. Mittels eines Biosensors, der den Hautleitwert (Schweißbildung) und den Herzschlag verfolgen kann, haben wir die Empfindungen auch gemessen und konnten eine deutliche Zunahme der Herzschlagfrequenz und des Hautleitwertes feststellen, wenn ein:e Akteur:in sich einer Absturzkante näherte. Und das, obwohl jedem klar war, dass die Absturzkante nicht reell ist. Auf Abbildung 4a ist die Absturzkante noch in sicherer Entfernung und der Hautleitwert zeigt leichte Schwankungen. Auf Abbildung 4b ist die Absturzkante direkt vor den Füßen und der Hautleitwert auf Abbildung 4c zeigt zeigt einen doppelt so großen Peak. Die Reaktion erfolgt leicht verzögert, was wohl dem Zeitrahmen der Schrecksekunde entspricht.

Hat die VR der BG BAU eine nachhaltige Wirkung?

Der Frage, ob die VR der BG BAU nachhaltige Wirkung hat, sind wir in einer Meisterschule nachgegangen. Dort haben wir die Inhalte ein und desselben Seminars auf verschiedene Arten an drei Gruppen von Meisterschülern:-schülerinnen vermittelt: einmal als Vorlesung, einmal als Vorlesung mit einem Praxisteil und einmal als virtuelle Realität. Nach mehreren Monaten haben wir mit einem Fragebogen die drei Gruppen befragt, woran sie sich erinnern. Hier zeigte die VR mit den gleichen Inhalten eindeutige nachhaltigere Wirkung als die Vorlesungen.

Wir müssen aber auch sehen, dass die virtuelle Realität nicht für jeden:jede Seminarteilnehmer:in die richtige Art der Wissensvermittlung darstellt. Mancher:manche Seminarteilnehmer:in verfolgt lieber einen Vortrag und hat eine schriftliche Unterlage vor sich, um sich Notizen zu machen. Dennoch haben wir hier eine weitere Form der Wissensvermittlung entwickelt und lassen diese in den Schulungsbetrieb einfließen.

Zusammenfassung

Ergänzend oder auch zusätzlich zu herkömmlichen Schulungen setzt man bei der BG BAU auf Schulungsmaßnahmen, die auf virtueller Realität basieren. Die Autorin berichtet über die ersten Erfahrungen. 


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