Arbeitsschutz in virtuellen Welten

Die Entwicklung von virtuellen Realitäten hat unsere Art zu arbeiten in vielen Hinsichten erweitert. Die rasanten Entwicklungen sind heute im Arbeitsalltag allgegenwärtig.

Was bedeuten die Begriffe XR, AR, VR und MR?
Unter Extended Reality (XR) werden alle Formen computergenerierter Realitäten zusammengefasst. Dazu zählen Augmented Reality, Virtual Reality und Mixed Reality. Richtig geplant, eingesetzt und begleitet, können XR-Technologien Prozesse effizienter machen, Abläufe sicherer gestalten und Beschäftigte gezielt bei komplexen Tätigkeiten im betrieblichen Kontext unterstützen. 
Augmented Reality (AR) ergänzt die reale Umgebung um zusätzliche digitale Inhalte. Über Smartphone, Tablet oder spezielle Datenbrillen werden beispielsweise Schritt-für-Schritt-Anleitungen, Messwerte aus Sensoren oder dreidimensionale Modelle direkt im Sichtfeld eingeblendet. Beschäftigte behalten dabei die reale Umgebung im Blick, erhalten aber gleichzeitig exakt die Informationen, die sie für die aktuelle Aufgabe benötigen, zusätzlich angezeigt. Das erleichtert Aufgaben an Maschinen, unterstützt bei Wartung und Instandhaltung und hilft neuen Mitarbeitern:Mitarbeiterinnen mit zusätzlichen Informationen. 
Virtual Reality (VR) blendet die reale Umgebung komplett aus und ersetzt sie durch eine vollständig computergenerierte Welt. Nutzer:innen tragen dafür ein Headset, das visuelle und akustische Eindrücke liefert und so ein starkes Gefühl der Immersion erzeugt. In dieser geschützten Umgebung können gefährliche, seltene oder kostenintensive Situationen beliebig oft simuliert werden: etwa Vorgehensweisen in Notfall- und Unfallszenarien, das Verhalten in Brand- oder Evakuierungsszenarien oder das Bedienen komplexer Anlagen, Maschinen oder persönlicher Schutzausrüstung (PSA). Fehler haben hier keine realen Konsequenzen, Lernprozesse können in Ruhe ausgewertet und verbessert werden.
Mixed Reality (MR) verbindet Elemente aus AR und VR. Digitale Objekte werden in die reale Umgebung eingebettet und interagieren mit physischen Elementen. Beschäftigte sehen etwa eine reale Maschine und darüber nahtlos eingeblendet die virtuellen Bauteile, Werkzeuge oder Hinweise, mit denen sie in Echtzeit arbeiten können. Bewegungen des Körpers werden erfasst, Gesten dienen als Eingabe, und digitale Inhalte reagieren unmittelbar auf die reale Umgebung. MR eignet sich daher besonders für kollaborative Anwendungen, wenn mehrere Personen gemeinsam an virtuellen Prototypen arbeiten oder komplexe Eingriffe Schritt für Schritt begleitet werden sollen. 

Der Einsatz im Arbeitsalltag
Im Arbeitsalltag zeigen sich besonders bei Wartung und Instandhaltung große Vorteile. Techniker:innen können sich über AR-Brillen die jeweils passenden Montageanleitungen einblenden lassen, ohne Papierunterlagen mitnehmen oder ständig zwischen Gerät und Bildschirm wechseln zu müssen. Messwerte, Zustände und Warnhinweise lassen sich direkt an der Anlage visualisieren. Das erleichtert die Diagnose, verhindert Verwechslungen und verkürzt Stillstandszeiten. Gleichzeitig wird die Dokumentation verbessert, da Fotos, Videos und Notizen direkt im Kontext des Arbeitsschrittes gespeichert werden können. 

Interaktive Einschulungen mit XR
Vor allem bei Schulungen eröffnet XR neue Möglichkeiten. Beschäftigte können zunächst in einer virtuellen Umgebung üben, bevor sie im realen Betrieb an Maschinen arbeiten. Abläufe, die in der Realität mit hohen Risiken oder Kosten verbunden wären, werden sicher erlebbar. XR erlaubt es außerdem, Lerninhalte an das Tempo der Lernenden anzupassen und komplexe Sachverhalte anschaulich in 3D darzustellen. Für Unterweisungen im Bereich Sicherheit und Gesundheit können Gefahrensituationen realitätsnah simuliert werden, ohne Beschäftigte tatsächlich zu gefährden. Wichtig: Digitale Unterweisungen ersetzen keine gesetzlich vorgeschriebenen Unterweisungen, sondern ergänzen diese. XR kann darüber hinaus Arbeitsanweisungen und Abläufe transparenter machen. Schrittfolgen werden im Sichtfeld angezeigt, Fehlerquellen visuell markiert und Prüfungen systematisch angeleitet. Dies erleichtert die Standardisierung von Prozessen und unterstützt eine kontinuierliche Verbesserung. In der Zusammenarbeit können Beschäftigte gemeinsam in einem virtuellen Raum an Modellen arbeiten, unabhängig davon, wo sie sich tatsächlich befinden. Besprechungen werden anschaulicher, weil alle Beteiligten das gleiche Objekt vor sich sehen und Veränderungen unmittelbar nachvollziehen können. 
Mit diesen technischen Möglichkeiten sind zahlreiche Chancen verbunden. Arbeitsunfälle lassen sich insbesondere in der Ausbildung und beim Training reduzieren, weil gefährliche Situationen in der Simulation geübt werden können, bevor reale Einsätze stattfinden. Trainings- und Schulungsmöglichkeiten werden in Methodik, Umfang oder Intensität beliebig erweitert. Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen können direkt in die Gestaltung der Anwendung einfließen: So können etwa Mindestabstände, sichere Bewegungsräume oder Warnhinweise von Beginn an berücksichtigt werden. Informationen stehen dort zur Verfügung, wo sie benötigt werden, und in einer Form, die schnell erfasst werden kann. Virtuelle Markierungen, Farbcodierungen und Symbole helfen dabei, Risiken deutlicher zu erkennen und Entscheidungen fundierter zu treffen.

Neue Belastungen und Gefährdungen im Arbeitsalltag
Motion Sickness, Übelkeit und Schwindel, kann bei Trainierenden auftreten, wenn das Auge Bewegung wahrnimmt, der Körper jedoch kaum entsprechende Bewegung registriert. Komplexe Kamerafahrten, ruckartige Bewegungen oder eine geringe Bildwiederholfrequenz verstärken diesen Effekt. Betroffene fühlen sich in Folge unwohl, können das Gleichgewicht verlieren und ihre Aufgaben nicht mehr konzentriert ausführen. Hier hilft es, Anwendungen in Bezug auf Softwareergonomie zu optimieren, in der Anwendung selbst Teleportationsmechanismen zu bevorzugen, und/oder die Nutzungsdauer behutsam zu steigern. 
Hinzu kommen augenbezogene Belastungen. Der Fokus liegt bei VR- und manchen AR-Anwendungen dauerhaft auf nahen Bildern. Dies kann zu trockenen Augen, Kopfschmerzen und schnellerer geistiger Ermüdung führen. Eine sorgfältige Einstellung von Helligkeit, Kontrast und Linsenabstand sowie regelmäßige Pausen sind daher nötig. Beschäftigte sollten deshalb Symptome frühzeitig als solche erkennen, damit Nutzungsdauer, Einstellungen oder auch die Auswahl der Technologie angepasst werden können. 
Die immersive Erfahrung birgt möglicherweise auch Sturz- und Kollisionsgefahren. Wer in einer gänzlich virtuellen Umgebung aktiv ist, hat keinen Blick mehr in die reale Umgebung und kann den Überblick über reale Hindernisse, Möbel oder andere Personen nicht wahren. Ein sicherer, frei von Gegenständen vorbereiteter Bereich, gut erkennbare Markierungen auf dem Boden im Mixed-Reality-Modus und Mechanismen der Systeme, die beim Überschreiten der Grenzen warnen, sind grundlegende Schutzmaßnahmen. Arbeitgeber:innen sollten klare Regeln festlegen, dass XR-Systeme nur in dafür vorgesehenen Bereichen genutzt werden. 
Neben physischen Risiken ist auch die kognitive Belastung zu bedenken. XR-Anwendungen können sehr viele Reize gleichzeitig liefern: bewegte Bilder, Geräusche, Interaktionsmöglichkeiten und Benachrichtigungen. Wird dies nicht sinnvoll dosiert, kann es zu Reizüberflutung und Konzentrationsproblemen kommen. Beschäftigte fühlen sich in weiterer Folge überfordert, neigen zu Fehlern oder schalten innerlich ab. Anwendungen sollten daher auf klare Strukturen und eine Reduktion von unnötigen Effekten setzen und so die Nutzer:innen Schritt für Schritt durch Aufgaben führen. Pausen und Reflexionsphasen helfen, das Erlebte zu verarbeiten. 
Ein weiterer Aspekt betrifft ergonomische Fragen in Bezug auf das Halten und Tragen der Technologien. Moderne Headsets bringen zwar zusätzliches Gewicht auf den Kopf, dieses hat jedoch keine weitere Auswirkung auf die Schulter- und Nackenmuskulatur. Das Gewicht von Headsets bewegt sich zwischen 127 und 300 Gramm. In den Händen gehaltene Controller besitzen in den meisten Fällen schon ergonomisches Handling. Die Zukunft in der XR liegt aber ohnehin im sogenannten Hand- und Fingertracking, das keinen Controller mehr benötigt. Wichtig sind dennoch möglichst leichte Geräte, ergonomisch gestaltete Eingabegeräte und abwechslungsreiche Bewegungsabläufe in der Anwendung. Kurze, dafür häufiger verteilte Einheiten sind belastungsärmer als sehr lange Sessions ohne Unterbrechung. 
XR-Technologien können die Wahrnehmung von Raum und Zeit spürbar beeinflussen. In virtuellen Welten erscheinen Distanzen oft anders, als wir sie aus der Realität kennen. Auch das Zeitempfinden verändert sich: Nutzer:innen verlieren leicht das Gefühl dafür, wie lange sie sich bereits in der Anwendung befinden. Deshalb empfiehlt es sich, feste Nutzungszeiträume vorzugeben, Timer einzusetzen und nach intensiven XR-Sitzungen bewusst wieder in die reale Umgebung zurückzufinden – etwa durch kurze Teamgespräche oder leichte körperliche Aktivität.
Auch soziale Effekte gilt es zu berücksichtigen. So kann das Tragen einer XR-Brille auch die Kommunikation mit Kollegen:Kolleginnen am Arbeitsplatz erschweren bzw. einschränken.
Bevor XR-Systeme angeschafft und im Betrieb eingesetzt werden, ist daher eine sorgfältige Planung empfohlen. Zu klären ist zunächst, welche Zielgruppen mit der Technologie arbeiten sollen und welche Lern- oder Arbeitsziele verfolgt werden. Altersfreigaben, gesundheitliche Einschränkungen und besondere Bedürfnisse, etwa von Personen mit Seh- oder Gleichgewichtsproblemen, müssen berücksichtigt werden.

Prüfung der technischen Voraussetzungen

• Technische Anforderungen
  • Kompatibilität mit der vorhandenen IT-Infrastruktur
  • Anforderungen an Netzwerk, Stromversorgung und Datensicherheit
  • Entscheidung zwischen kabelgebundenen und kabellosen Systemen
• Organisatorische Aspekte
  • Klärung der Gruppengröße
  • Personalbedarf und Aufsicht
  • Festlegung der Anzahl benötigter Systeme
  • Nutzungsfrequenz der Systeme
  • Zuständigkeiten für Einrichtung, Betreuung, Wartung und Updates
• Datenschutz und Informationssicherheit
  • Schutz personenbezogener Daten
  • Sicherung von Lernfortschritten und sensiblen Prozessdaten
• Hygieneanforderungen
  • Regelmäßige Reinigung oder Austausch von Kontaktflächen
  • Pflege von Innenpolstern, Gurten und Manschetten
  • Besondere Maßnahmen bei Mehrfachnutzung durch verschiedene Personen
• Prüfung von Alternativen
  • Einsatz von Bildschirmanwendungen oder interaktiven Videos
  • Nutzung von Cardboard-Lösungen für Smartphones
  • Tablet-basierte AR-Anwendungen als kostengünstige und einfache Optionen

Fazit für den Einsatz von XR-Technologien
Für die erfolgreiche Einführung von XR-Technologien ist es entscheidend, Erfahrungen systematisch auszuwerten und Rückmeldungen der Beschäftigten einzubeziehen. Führungskräfte müssen Rahmenbedingungen schaffen, die Experimentieren ermöglichen, Fehler als Lernchance begreifen und den sicheren Umgang mit neuer Technik als gemeinsame Aufgabe fördern. Dazu gehören:

• Realistische Erwartungen an den Nutzen der Anwendungen
• Zeit für Einarbeitung und Reflexion
• Sichtbarmachen positiver Beispiele

Akzeptanz und Qualität der Lösungen steigen, wenn XR-Anwendungen gemeinsam mit den späteren Nutzern:Nutzerinnen entwickelt oder ausgewählt werden, da praktische Erfahrungen frühzeitig einfließen.