Entwicklung einer immersiven Virtual Reality Anwendung für eine möglichst realistische haptische, akustische und visuelle Computertomografie (CT)-Simulation mit einer gamifizierten CT Scan Reise. 

Das Gesamtprojekt besteht aus den folgenden zwei Teilen, die entweder nacheinander von allen Gruppenmitgliedern oder parallel von Teilgruppen bearbeitet werden können.   

Teil 1: CT-Simulation 

Hier ist das Ziel die Entwicklung einer möglichst realistischen Virtual-Reality-CT-Untersuchungssimulationsanwendung. Also einer Virtual-Reality-Umgebung, die es den Nutzern ermöglicht, CT-Untersuchungen auf äußerst realistische und immersive Weise zu erleben. Das VR-System soll realistisches visuelles, akustisches und haptisches Feedback kombinieren, z. B. die Patienten Aufklärung, Datenerhebung und Medikamentengabe.  

Teil 2: Gamifizierte Reise  

Aufbauend auf dem ersten Projektteil soll in diesem Teil eine gamifizierte Reise entwickelt werden, die eine CT-Simulation auf spielerische und interaktive Weise begleitet. Konkret soll die Atembewegung von Patient:innen als Haupt-„Game Control/Input“ verwendet werden. Die Atmung soll dabei direkt mit einer Spielmechanik verknüpft werden, beispielsweise indem ein Raumschiff durch eine virtuelle Umgebung gesteuert wird, z. B. Einatmen lässt das Raumschiff steigen, Ausatmen sinken. Dadurch wird aus dem wiederholten Ein- und Ausatmen eine Interaktion, bei der der Spielinhalt und Verlauf genutzt werden kann, um Atemübungen unterbewusst einzubringen und in speziellen Momenten die Atmung gegebenenfalls zu reduzieren, um beispielweise die Scanqualität zu steigern.   

Phase 1: Design und Konzeptentwicklung (2 Wochen (~30h p.P.))  

CT-Simulation: 

Auf Basis der Kick-off Veranstaltung soll in diesem Teil ein Konzept für eine optimale und holistische visuelle, akustische und haptische Gestaltung der CT-Simulation ausgearbeitet werden. Bei Bearbeitung in Teilgruppen ist die Einbindung des anderen Teils des Projekts zu beachten. 

Gamifizierte Reise: 

In diesem Teil soll ein Konzept und Game Design für eine gamifizierte VR CT-Erfahrung entwickelt werden, welche die Erkenntnisse aus der Kick-off Veranstaltung beinhalten und sinnvoll kombinieren sollen. Das Design und Konzept der spielerischen Anwendung soll sowohl motivierend als auch medizinisch sinnvoll sein. Die Einbettung in den anderen Teil des Projekts ist zu beachten. 

Für diese Phase können ebenfalls Ergebnisse einer eigenen, nicht notwendigerweise systematisch-wissenschaftlichen Recherche ins Konzept eingebracht werden.

Phase 2: Implementierung und Konstruktion (8 Wochen (~180h p.P.))  

In dieser Phase erfolgt die technische Umsetzung der konzipierten VR-Anwendungen in Unity und mit einem HTC Vive Headset. Entsprechende Erfahrung kann hier von Vorteil sein, geben Sie dies bei der Projektauswahl gegebenenfalls an. 

CT-Simulation:  

Die virtuelle CT-Simulation wird implementiert und die verschiedenen Komponenten für akustisches und haptisches Feedback werden integriert und gebaut.  

Gamifizierte Reise: 

Das Spiel wird implementiert und die Atemsteuerung über geeignete Sensoren oder bestehende Biofeedback-Systeme realisiert.  

In dieser Phase soll das gesamte System Gruppenintern getestet werden, sodass das System bereit für die 3. Phase ist.  

Phase 3: Debugging, Testing and Evaluating (2 Wochen (~20h p.P.))  

Abschließend wird die fertige Anwendung hinsichtlich Funktionalität, Realismus, Benutzerfreundlichkeit und Immersion getestet. Durch Exposition von dem:r Betreuer:in soll dies evaluiert werden, um Erkenntnisse über die Qualität der Simulation sowie mögliche Verbesserungen zu erlangen. Die Ergebnisse sollen strukturiert dokumentiert und analysiert werden.  

Während des gesamten Projekts findet ein regelmäßiger Austausch mit dem/r Betreuer:in statt.  

Haptic Feedback: 

Combining Dynamic Passive Haptics and Haptic Retargeting for Enhanced Haptic Feedback in Virtual Reality, 2021, Zenner et al.