Wer kennt nicht das Gefühl, ein spannendes Buch kaum aus der Hand legen zu können oder im Computerspiel „bloß noch fünf Minuten“ dranhängen zu müssen, weil das Aufhören gerade in diesem Moment virtuelle Realität gar nicht geht? Dieses Gefühl des kompletten Eintauchens oder Versinkens in einer vom Bewusstsein als momentan real empfundenen, tatsächlich jedoch fiktiven Welt ist mit dem Begriff Immersion gemeint.
Der folgende Artikel von Hauptfeldwebel Andrea Neuer vom Ausbildungs- und Übungszentrum Luftbeweglichkeit wurde zuerst im cpmFORUM 5/23 veröffentlicht und gibt Einblicke in die Nutzung virtueller Übungsmöglichkeiten bei der Bundeswehr.
Auch in militärischen Übungen und Übungsszenaren wird das „Leben in der Lage“ eingefordert. Intensiv lagebezogenes Denken, Fühlen und Handeln setzt aber meist erst ein, wenn die Soldatinnen und Soldaten beispielsweise in einer Gefechtsübung stehen. In einer virtuellen Umgebung hingegen kann die Immersion wesentlich früher höhere Intensität erreichen – und diese kann und wird seit Jahren erfolgreich in der Aus- und Weiterbildung eingesetzt. Wenn dazu noch eine Umgebung kommt, in der der Nutzer aktiv interagieren kann, bewegt man sich im Bereich immersiver Umgebung. Je fassbarer diese ist, desto leichter fällt dem Nutzer der Schritt hinein in die virtuelle Realität.
Warum überhaupt Simulation?
„Warum können wir nicht einfach im Gelände üben?“ Deutlich mehr als einmal hat das Leitungspersonal im Ausbildungs- und Übungszentrum Luftbeweglichkeit diesen Stoßseufzer gehört. Nach etlichen Stunden Grundlagenunterricht löst die Aussicht auf intensives Verfahrenstraining am Computer nicht immer spontane Begeisterung aus.
Wenig später sitzen dann Reihe um Reihe Soldatinnen und Soldaten an Computern, Gepäcke und Gewehre in Griffreichweite, vor sich Blöcke, Karten, Meldeformulare. Auf dem Bildschirm ist „ihr“ Übungsplatz oder „ihr“ Einsatzland zu erkennen. Über die Headsets ruft der Hubschrauber vielleicht ein Landezonenupdate ab und unwillkürlich huscht der Blick zwischen Monitor und Aufzeichnungen hin und her, um rasch alle Informationen zusammenzutragen. Die Männer und Frauen erleben plötzlich: das da, dort auf dem Monitor – das bin ja ich!
Mit meiner Ausrüstung, inmitten meiner Gruppe, mit unserem Auftrag. Das Updateverfahren haben sie zwar theoretisch geübt, aber nun wartet auf einmal ein „Hubschrauber“ in der Leitung und wird erst landen, wenn er alle notwendigen Informationen bekommen hat. Diese Erwartungshaltung baut Handlungsdruck auf. Und obwohl jeder alleine an seinem Rechner sitzt, agieren alle binnen kurzer Zeit als Gruppe. Genau wie sie es im Gelände auch tun würden.
Anhand dieser plakativen Szene lässt sich zweierlei verdeutlichen: Zum einen tauchen die Soldaten und Soldatinnen durch die Simulationsumgebung fast automatisch in „ihr“ Szenario ein – sie fühlen und leben ihre Lage. Zum anderen ist in der Simulation sehr differenziert steuerbar, wie komplex und fordernd das jeweilige Szenar abläuft.
Denn in jeder Übungssituation ist irgendwann eine individuelle Grenze erreicht. Wenn dann noch Rucksack und Rennen ihren Tribut fordern, sinkt die verfügbare geistige Kapazität. Anders formuliert: je erschöpfter man ist, desto mehr ist man auf eingeübte, wenn nicht gar automatisierte Abläufe angewiesen. Um ein komplexes Verfahren zu üben, ist eine vorherige körperliche Ausbelastung jedoch keine gute Ausgangssituation. Wer rennen will, muss erst einmal laufen lernen.
Hier kommt der Nutzen der simulationsgestützten Ausbildung unmittelbar zum Tragen. Denn was Drill seit Jahren beispielsweise für motorische Abläufe leistet, kann die Simulation für Verfahren und Meldewege mental verfügbar machen.
Komplexe Inhalte in der Simulation?
Da im Ausbildungs- und Übungszentrum Luftbeweglichkeit in Celle das gesamte Spektrum luftbeweglicher Operationen abgebildet wird, ist nicht nur der Umfang, sondern zusätzlich auch die Komplexität der möglichen Einflussfaktoren eine große Herausforderung. Dies gilt insbesondere, da nur vergleichsweise wenig Zeit zur Verfügung steht und die Übungsdurchgänge mit verschiedenen Trainingsszenarien auf die unterschiedlichen Nutzer zugeschnitten werden.
Das reicht von der Unterstützung der Individualausbildung über Zug und Kompanie sowie Rotte und Schwarm bis hin zu luftbeweglichen Einsatzverbänden und der Unterstützung bei Schießen. Dafür werden in der vernetzten Ausbildungslandschaft die Bereiche Führer und Gefechtsstand sowie virtuelles Verfahrenstraining mit der praktischen Ausbildung und dem finalen Üben während einer Gefechtsübung verknüpft.
Vom Wetter über die verschiedenen Akteure bei Freund und Feind in der Luft, am Boden und vielleicht auch zu Wasser bis hin zu Waffensystemen und Logistik beeinflussen viele Variablen den Erfolg oder das Scheitern luftbeweglicher Operationen. Schon in der Befehlsgebung muss überlegt werden, was geschehen soll, wenn beispielsweise Luftfahrzeuge ausfallen. Wo liegen Abbruchkriterien, bis zu welchem Punkt kann eine Operation laufen?
Die Truppenausbildung in den Übungsdurchgängen ist im Schwerpunkt praxisorientiert. Es gibt jedoch weder genug Luftfahrzeuge noch ausreichend Flugstunden, um jede Planung mit realem Großgerät auf ihre Praxistauglichkeit überprüfen zu können. Die Simulation löst dieses Problem sowohl praxisnah als auch ressourcensparend.
Die vielfach genutzte und bekannte Ausbildung am Geländesandkasten macht es vor: wo Wege zu lang wären oder Gelände zu unübersichtlich, gibt es Modelle. Derartige Modelle bieten auch im virtuellen Bereich viele Möglichkeiten. Sie können zudem eingesetzt werden, um Szenarien zu absolvieren, die mit realen Luftfahrzeugen aufgrund knapper Ressourcen unmöglich umzusetzen wären.
Dafür wird in Celle eine Ausbildungslandschaft mit Gefechtsständen, Handlungstrainern und auf Simulation basierenden Verfahrenstrainern neben begehbaren Geländesandkästen beständig aufgebaut und entwickelt. Auf Grundlage des Simulationssystems „Virtual Battle Space 3“, kurz VBS 3, können taktische Verfahren tageszeit- und wetterunabhängig trainiert und erprobt werden.
Im Schwerpunkt der virtuellen Simulation steht die Ausbildung und Anwendung von Verfahren zum Einsatz luftbeweglicher Kräfte in allen Einsatzintensitäten. Spezifische Einsatzszenare werden im Vorfeld in enger Absprache mit der Übungstruppe erarbeitet.
Über den Bereich des Heeresflugplatzes Celle und die umgebenden Standort- und Truppenübungsplätze hinaus können auch weitere Simulationsstandorte der Bundeswehr im Bedarfsfall integriert und genutzt werden. Dafür gibt es die Möglichkeit der geospezifischen Abbildung – die Landschaft ist bis auf den Quadratmeter wiedererkennbar.
Wenn auf dem Übungsplatz zum Beispiel ein Gebäude steht, dann steht es in der Simulation auch dort. Für globale Einsatzszenare kann eine geotypische Umgebung abgerufen werden, die die wesentlichen Charakteristiken wiedergibt.
Perspektiven Simulationsgestützter Ausbildung durch virtuelle Realität im Ausbildungs- und Übungszentrum Luftbeweglichkeit
Die Celler Ausbildungslandschaft kann bereits auf wichtige Meilensteine und Entwicklungsschritte zurückblicken. Von der ersten Stunde an war die Simulation fester Bestandteil von Ausbildung und Übung. Nachdem erstmals im Pilotdurchgang Simulationsarbeitsplätze erprobt worden waren, erhielt das Konzept einen festen Platz. Als Interimslösung wurden Rechner geliehen, die aber rasch von eigenen Computern abgelöst werden konnten.
Auch eine Vernetzung mit anderen Ausbildungseinrichtungen wurde erprobt – erstmals mit der Artillerieschule in Idar-Oberstein, später auch mit anderen Partnern. 2019 folgte der erste Kompaniedurchgang mit 160 vernetzten Arbeitsplätzen, was ein weltweites Novum mit diesem System darstellte. Das bewährte VBS 3 soll absehbar durch die Folgeversion VBS 4 abgelöst und die virtuellen Möglichkeiten dadurch noch einmal ausgebaut werden.
Perspektive Simulations- und Gefechtsstandbetrieb – Die technischen Hintergründe
Im Ausbildungs- und Übungszentrum Luftbeweglichkeit stehen etwa 200 Arbeitsplätze in VBS 3 zur Verfügung. Davon sind mit 154 Plätzen drei Viertel für die Übungstruppe nutzbar,
der Rest wird für die Ausbildungssteuerung, Auswertung und Administration benötigt. Vonseiten der Übungstruppe wird für diese Art der Ausbildung kein besonderes technisches oder IT-spezifisches Wissen benötigt. Die Bedienung erfolgt überwiegend über Maus und Tastatur.
Als immersive Umgebung werden zudem verschiedene luftfahrzeugbezogene Arbeitsplätze angeboten. Es gibt acht Stationen für Pilot und Copilot, die einem Transporthubschraubercockpit nachempfunden sind, je zwei Arbeitsplätze für Flugzeuge und Kampfhubschrauber und einen weiteren im TIGER-MockUp „Caprice“. In einem experimentellen Stadium wird außerdem eine Bewegungsplattform für Piloten, Bordmechaniker oder Bordschützen (Doorgunner) erprobt.
Erfolgreich abgeschlossen werden konnte bereits in diesem Jahr der Aufbau von zwei Bodenkontrollstationen für Remotely Piloted Aircraft Systems, das heißt für die taktische Einbindung von luftgestützten unbemannten Systemen (Drohnen).
Nach enger Abstimmung mit dem Taktischen Luftwaffengeschwader 51 „Immelmann“ aus Jagel und dessen Beratung als Expertiseträger wurden durch den Simulationsbetrieb in Celle die „Ground Control Stations (GCS)“ wie im richtigen Leben containergestützt eingerichtet, vernetzt und im Zuge von Übungsdurchgängen durch die Operateure und Auswerter der Luftwaffe bereits erfolgreich eingesetzt.
Weiterentwicklungsbedarf gibt es hier vor allem in der Erweiterung des Portfolios an virtuellen Modellen der Waffensysteme. Je realistischer, desto besser und desto höher die Akzeptanz und der Grad des „Eintauchens“ in das virtuelle Operationsumfeld. Dies gilt auch für die mit VR-Brillen und Controllern ausgestattete Mehrzwecksimulationsstation, an der zum Beispiel eine spezialisierte Teileinheit in der Teamausbildung Luftbeweglichkeit die Abläufe und Verfahren eines Fallschirmsprungeinsatzes üben kann.
Im Laufe der Implementierung der Simulationslandschaft haben sich als Herausforderungen insbesondere die Verfügbarkeit und Regeneration von geeignetem Personal und Material ergeben. „Gute Simulation braucht Zeit, vor allem in der Vorbereitung“, erklärt der technische Leiter der Simulation, Stabsfeldwebel Marcus F. „Spontanlösungen führen oft zu Fehlern und damit zu potenziell falschen Bildern. Die Simulationslandschaft und die Szenare leben wie alle IT-Projekte von akribischer und sauberer Vorbereitung.“
Perspektive Ausbildungsleitung – Der konkrete Nutzen
In der praktischen Anwendung ist die Simulation kein Selbstzweck. Mit ihrer Hilfe sollen die Soldaten und Soldatinnen Verfahren üben und festigen. Da nicht zuletzt auch die Szenare in der Vorbereitung einigen Aufwand fordern und sich nach der Simulation die Praxis anschließt, hat sich mit Blick auf den Zeitansatz ein grober Richtwert von eins zu drei mit Blick auf die Einbettung in die Übungsabläufe bewährt.
„Simulation bietet die besonders gute Möglichkeit, Übungen zu skalieren. Sie ermöglicht es mir, gewisse Variablen im Umfeld zu kontrollieren, konstant zu halten, unterstützend tätig zu werden oder so abzuändern, dass diese den Übungszweck besonders gut unterstützen.“ Oberstleutnant Moritz S. leitet im Ausbildungs- und Übungszentrum Luftbeweglichkeit Übungsdurchgänge und damit fast immer auch einen simulationsgestützten Anteil.
„Umgekehrt birgt eine Übung mit Infanterie, Heeresfliegern und Luftwaffe bei mangelnder Ausbildung und Erfahrung über das gemeinsame Zusammenarbeiten das Risiko, dass durch das Fehlverhalten einzelner Akteure oder Gruppierungen der gesamte Übungserfolg scheitert. Passiert dies im praktischen Dienst ist eine Heilung oder Wiederherstellung kaum möglich. In der Simulation drücken wir auf „Retry“ und machen es beim nächsten Mal besser.“
Perspektivisch wird aktuell an einer Erprobung von Simulationsverfahren im Führertraining gearbeitet. Oberstleutnant S. verspricht sich davon einen konkreten Zusatznutzen, insbesondere für schnell zu treffende, multifaktorielle Entscheidungen. „Führerpersonal könnte beispielsweise entscheidende Zeitpunkte, Entscheidungen, Phasen oder Situationen in Virtueller Realität erleben, bevor Simulation, Übung oder Einsatz stattfinden.
Der Führer schärft dabei sein Bewusstsein für die Situation, identifiziert die Faktoren, die wesentlichen Einfluss auf die Situation und damit einhergehende Entscheidung haben werden und reduziert somit die für die Entscheidung benötigte Zeit, den Handlungsdruck, Stress und letztlich auch das Risiko einer Fehlentscheidung.“
Perspektive Auswertung – Vom Klemmbrett zur digitalen Auswertung
Grundsätzlich gilt bei allen Ausbildungen in der Bundeswehr:
„Den Abschluss jeder Ausbildung bildet eine auswertende Nachbereitung.“ Wer übt, macht Fehler – und aus diesen lässt sich vieles lernen. Je besser die Auswertung ist, desto mehr profitiert die Übungstruppe. Insgesamt ist die Auswertung im Verlauf der letzten Jahre immer relevanter, umfangreicher und professioneller geworden. Auch wenn das Klemmbrett nicht völlig verschwunden ist, sind die Möglichkeiten nunmehr um einiges vielfältiger.
Dies beginnt bei der Auswertung während der simulationsgestützten Ausbildung. Durch die vernetzte Simulationsumgebung kann die Auswertezelle alle Aspekte der laufenden Simulation beobachten, aufzeichnen und auswerten. Die Möglichkeiten reichen von Bildern über Videomitschnitte bis zu Funkgesprächen, aber auch jedes einzelne Gespräch der Soldaten untereinander kann ausgewertet werden.
In der Leitungszelle wird minutiös mitgehört, was Feindmeldungen, Lageupdates oder Funksprüche über Führungsverhalten und Lagebewusstsein der Übungstruppe aussagen. Dafür muss das Leitungspersonal permanent all diese Informationen in Echtzeit aufnehmen und auswerten. Das wiederum ermöglicht dann die nutzerangepasste Skalierung und trägt unmittelbar zum Übungserfolg bei.
Hauptmann Dennis J., Teileinheitsführer des Auswertetrupps, beobachtet immer wieder, dass auch in einem weiteren Zusammenhang die Übungstruppe von der Simulation erheblich profitiert: „Ein großer Zusatznutzen ist, dass Soldaten die Angst vor dem Funken verlieren. Sobald Soldaten funken müssen, steigt die Nervosität.
Wenn noch die englische Sprache dazukommt, ist es für den Soldaten eine sehr große Herausforderung“, zeigt er ein immer wieder auftretendes Problem auf. „Sobald die Kameradinnen und Kameraden in der Auswertung hören, wie einer es gemacht hat, verstehen sie, dass es nicht so schwer ist und wollen es dann selbst probieren.“
Dazu kommt, dass im Abschlussszenario der realen Gefechtsübung genau die gleiche Lage eingespielt wird, die bereits in der Simulation erprobt wurde. Dadurch gibt es zahlreiche Anknüpfungs- und Gegenüberstellungspunkte, aber auch einen Wiedererkennungswert und damit eine unmittelbare Klammer zwischen Simulation und praktischem Einsatz. Dafür hat das Auswertungsteam eigens eine Ladefläche mit Leinwand, Beamer und weiterer IT ausgestattet – so kann die Auswertung bei Bedarf direkt im Gelände und am Ort des Geschehens erfolgen.
So unterstützen und bereichern die virtuellen Möglichkeiten ganz konkret den Übungserfolg der Truppe – vom ersten bis zum letzten Tag und von der Grundlagenausbildung bis hin zum Gefechtsdienst im Gelände.
Positives Fazit auf allen Ebenen
Auch der Kommandeur des Ausbildungs- und Übungszentrums Luftbeweglichkeit, Oberst Jörn Rohmann, zieht mit Blick sowohl auf die Leistung der vergangenen als auch das Potenzial der kommenden Jahre ein positives Fazit.
Als Instrumente und unterstützende Ausbildungstechnologien gewinnen Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) in der militärischen Ausbildung, gerade in dem taktischen Verfahrenstraining, zunehmend an Bedeutung. In der Simulationsausbildungsbasis Luftbeweglichkeit ist es beispielsweise möglich, eine hohe Anzahl an Soldaten, Truppenteilen und Manöverelementen mit komplexen Operationsumgebungen und intensiven Bedrohungslagen zu konfrontieren und das richtige taktische Verhalten nahezu drillmäßig zu trainieren.
Jedwedes Szenar kann wetter- und tageszeitunabhängig, in hohem Maße zeit- und kostensparend und vor allem auch schonend und gefahrlos für Mensch und Material geübt werden. Von einer hohen Umweltverträglichkeit ganz zu schweigen. Der Einsatz von Hochwertressourcen und das Zusammenspiel der Kräfte und Waffensysteme, deren reale Verfügbarkeit in der Regel nur schwer und dadurch auch nur selten zu erreichen ist, lässt sich mit der Übungstruppe dauerhaft, bruchfrei und effizient trainieren.
Ob nun als computergenerierte, interaktive, rein virtuelle Umgebung, in der die Wirklichkeit ausgeschaltet ist und die Übungstruppe vollkommen in ein künstlich geschaffenes Gefechtsfeld eintaucht und mit diesem in Echtzeit interagiert – hier „Stichwort VR“ – oder als ein wirkliches Operationsumfeld, in dem die Realität nicht in Gänze ausgeblendet, sondern für die Soldaten durch computergenerierte, in diesem Fall „Gefechtsfeldelemente“ angereichert wird – „Stichwort AR“.
Es gilt festzuhalten, dass sich in beiden Fällen Möglichkeiten für militärische Lehre, Ausbildung und Übung mit einem überaus hohen Potenzial ergeben, deren Grenzen noch nicht in Gänze ausgelotet sind. In Ergänzung zu theoretischer und praktischer Ausbildung und „klassischer“ Volltruppen-/Gefechtsübung sind diese innovativen Instrumente aus der Ausbildung moderner Streitkräfte nicht mehr wegzudenken.
Hauptfeldwebel Andrea Neuer,
Informationsfeldwebel, Ausbildungs- und Übungszentrum Luftbeweglichkeit, Luftbewegliche Kräfte
