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Virtuelles Training | In Computerwelten die Angst vor Erdbeben verlieren

Zeichnung: Heike Becker

Der Psychologe Ioannis Tarnanas arbeitet mit virtueller Realität

Von Maria Haensch

Die Kinder heben ihre Arme, schnipsen mit den Fingern und rutschen aufgeregt auf den Stühlen herum. Während die Lehrerin mit einem Lächeln durch das Meer hoch erhobener Finger läuft, beginnen die Tische neben ihr zu wackeln. Die Frau verliert das Gleichgewicht und fällt. Die Glühlampe an der Decke beginnt zu flackern. Stifte und Federmäppchen fallen herunter. Der Boden vibriert jetzt stark. Einige Kinder weinen, schreien, andere laufen durch den Saal. Das Beben wird stärker. Das Licht erlischt für einige Augenblicke. Nur noch Geräusche sind da: Blumentöpfe, die fallen und zerbrechen, schreiende Kinder.

Ein Erdbeben der Stärke 4 bis 5 auf der Richterskala: Dabei wäre ein solches Szenario durchaus denkbar. In der Welt von Ioannis Tarnanas sieht so ein Beben jedoch ganz anders aus. Die Kinder, die er betreut hat, wissen ganz genau, was zu tun ist. Sie bleiben ruhig, warten ab und finden dann den Weg auf den Schulhof. Es sind ganz besondere Kinder, denen Ioannis diese Gelassenheit beigebracht hat: Sie haben das Down-Syndrom.

Kindern mit Down-Syndrom wie Jan und Michelle fällt es häufig schwer, systematisch und abstrakt zu handeln. Auf Erdbeben müssen sie deshalb in besonderer Weise vorbereitet werden. Bild: Science-Guide

Die Kinder haben mit Hilfe von Virtueller Realität (VR) das richtige Verhalten bei und nach einem Erdbeben gelernt. In der Computerwelt hat Ioannis Tarnanas sie auf den Ernstfall vorbereitet. Tarnanas ist nicht nur Psychologe, sondern hat auch im englischen Sussex „Human Computer Interaction“ studiert: ein Studienfach das speziell auf  die Frage ausgerichtet ist, wie Menschen moderne Technik besser für ihre Zwecke nutzen können. Mit seinem Erdbeben-Training hat Tarnanas versucht, sein Wissen über die menschliche Psyche und die Technik zu verbinden. Dabei hat der Grieche insgesamt 90 Kinder mit dem Down-Syndrom und 120 ohne Behinderung auf eine sichere Evakuierung vorbereitet.

Erdbeben: keine Seltenheit

In der Heimat von Ioannis Tarnanas sind schwere Erdbeben keine Seltenheit. Allein von Anfang September bis Ende November 2006 hat die seismologische Forschungsstation der Aristoteles Universität von Thessaloniki elf Erdbeben gemessen. Alle Beben hatten eine mäßige Stärke von 3,7 bis 4,7 auf der Richterskala und keine größeren Schäden angerichtet. Ein schweres Erdbeben erschütterte Griechenland zuletzt am 1. März 2004: Mit einer Stärke von 5,7 löste es an einigen Orten Panik aus.

„In Griechenland, gerade in der Gegend um Thessaloniki, haben viele Menschen Angst vor Erdbeben", sagt Tarnanas. Doch die meisten wissen trotzdem, wie sie sich bei einem Beben verhalten sollten.“ Nicht so die Down-Syndrom-Kinder, fügt Tarnanas hinzu, denn sie hätten schon genug Schwierigkeiten, im Alltag zurecht zu kommen. In einer Notsituation wie bei einem Erdbeben seien sie absolut abhängig von ihrer Umwelt. Um das zu ändern, helfe bei diesen Kindern kein Handbuch mit Ratschlägen.
Also musste Ioannis Tarnanas eine neue Möglichkeit entwickeln, um den behinderten Kindern und Jugendlichen im Alter von 12 bis 16 Jahren etwas beizubringen. Der Psychologe in Tarnanas setzte auf einen altbewährten Ansatz seiner Wissenschaft:  die Konfrontationstherapie. Damit versuchen Psychologen normalerweise Phobien zu heilen. Der Patient wird dem Reiz, vor dem er Angst hat, schrittweise immer stärker ausgesetzt.

Soweit, sogut. Bleibt nur noch ein Problem: „Leider kann man ja ein Erdbeben nicht auf Kommando bekommen“, sagt Tarnanas. Also woher das Erdbeben nehmen?

Das Beben im Computer

Die Antwort war eine virtuelle Welt. Eine Computersimulation von einem Erdbeben in einer Schule. Um sie zu erschaffen gingen Tarnanas und seine Kollegen von der Kozani-Universität in eine griechische Schule und fotografierten die Räume und den Hof. „Um dann aber aus den Räumen eine wirklich verwüstete Schule zu machen, war noch viel Arbeit nötig“, erzählt Tarnanas. Halbdunkle Flure, aus den Wänden hängende Stromkabel, einen Schulhof, all das musste Tarnanas noch programmieren. „Das Schwíerigste war es, das Erdbeben selbst zu erschaffen“, sagt der Psychologe: „Die Bewegungen der Umwelt wurden zu diesem Zeitpunkt von unserer Software noch nicht unterstützt.“ Also arbeitete Tarnanas sechs Monate lang daran, die Erde beben zu lassen. Diese Simulation war das aufwändigste Projekt in der virtuellen Welt, an dem Tarnanas bisher gearbeitet hatte. Für kleinere Versuchssimulationen benötigte er normalerweise nur zwei Monate.

Die Kinder in dem Erdbeben-Versuch hatten keine Phobie vor Erdbeben. Ihre Angst richtete sich laut Tarnanas mehr auf das Ungewisse. Sobald sie einmal gelernt hätten, dass ein Erdbeben ihnen nicht unbedingt weh tun muss, kämen sie allein klar. Und das gelingt umso leichter, je realistischer das Erdbeben ist, an dem die Kinder üben, sich ruhig zu verhalten und das Richtige zu tun. „Gerade für diese Kinder als besondere Menschen wollte ich es sehr einfach machen, ihnen alles genau vorzuführen. Und das kann man mit Virtual Reality sehr benutzerfreundlich machen.“  

Der Stuhl wird zum Erdbeben

Ein Kind sitzt festgeschnallt auf einem breiten Stuhl. Der Sitz ist aus Metall könnte aus dem Cockpit eines Düsenfliegers stammen. An der Verschnürung durch einen breiten Gurt scheint sich das Kind nicht zu stören, denn es ist mit einem Joystick beschäftigt. Flink bewegen die Hände den Joystick. Außerdem trägt das Kind eine große Brille. Plötzlich fängt der Stuhl an zu wackeln. Das Erdbeben hat begonnen.

In etwa so sah das Erdbeben-Training aus: Die Bewegungen des Stuhls simulieren das Erdbeben, mit dem Joystick bewegt sich das Kind durch die künstliche Umwelt. Am Wichtigsten ist jedoch die Brille, das sogenannte Head-Mounted-Display, kurz HMD. Es wird zu deutsch auch VR-Helm genannt. Mit dem VR-Helm werden die Bilder, die ein Computerprogramm erstellt, vor das Auge projeziert. Dazu befinden sich auf der übermäßig großen Brille zwei kleine LCD-Monitore. Außerdem ist an dem HMD noch ein sogenannter „head-tracker“ angebracht der dafür sorgt, dass sich der Blickwinkel auf den Klassenraum verändert, wenn sich der Kopf bewegt.

Damit hat sich Ioannis Tarnanas jedoch eher für eine preiswerte Variante der virtuellen Welt entschieden: „Es gibt natürlich noch andere Methoden, um virtuelle Realität zu erschaffen. Die Richtlinie ist da: Je mehr Geld man ausgibt, desto besser wird die Illusion.“ In anderen Versionen von Virtual Reality bewegt sich der Benutzer nicht mit einem Joystick, sondern mit einem Datenhandschuh durch die künstliche Welt. Noch einen Schritt größer und kostspieliger wird das Ganze mit einem „Cave“: ein kompletter Raum, an dessen Wände die Umgebung projeziert wird.   

Das Erdbeben ließ sich jedoch laut Tarnanas mit dem wackelnden Stuhl auch sehr gut realisieren. Gesagt, getan: Zwei Mal setzte der Psychologe jedes der neunzig Kinder in die Simulation. Jede Sitzung dauerte dabei nur fünfzehn Minuten. Die Arbeit, die nun folgte, war jedoch keineswegs dem Computer überlassen. Damit die Kinder nicht in Panik verfielen, wurden sie die ganze Zeit über von einem Therapeuten begleitet. Dieser saß  in der realen Welt neben ihnen und beobachtete die Simulation. Als leitende Stimme konnte der beruhigen und im Notfall abbrechen. Doch auch in der künstlichen Welt waren die Kinder nicht auf sich gestellt: „Ich habe lange überlegt, wie ich den Kindern möglichst effektiv zeigen könnte, was sie bei einem Erdbeben tun sollen. Wenn man es ihnen einfach nur sagt, heißt das nicht, dass sie die Anweisungen auch umsetzen können. Deshalb habe ich mit den Technikern einen weiteren Charakter programmiert, der vor, während und nach dem Beben bei dem Kind ist“, so Tarnanas. Dieser Charakter macht dem Kind dann vor, was zu tun ist. In der Zwischenzeit sagt der Therapeut: „Keine Angst“ oder „Tief durchatmen“.

So wurden die Kinder dann über alle Hindernisse durch die Schule gelotst. „Die Kinder lernten schnell, dem virtuellen Charakter zu folgen“, sagt Tarnanas. „Ich glaube, es hat ihnen sehr viel Spaß gemacht. Und sie haben sich wirklich sehr, sehr gut geschlagen.“  

Virtuell - aber ganz nah an der Realität

Die Bewegung der Umwelt machte das Erschaffen der Umgebung schwierig. Der Benutzer soll schließlich nicht daran denken, dass seine Umwelt nur künstlich erschaffen wurde.  „Virtual Reality ist nicht wie ein Videospiel, auch wenn es für Außenstehende so aussehen mag. Das Prinzip ist, so real wie möglich zu sein, und in unserem Training funktionierte das sehr gut. Die Kinder haben das Ganze für echt gehalten“, erzählt Tarnanas. Dieses Eintauchen in die andere Welt bezeichnet man als Immersion. Insgesamt 90 Down-Syndrom-Kinder waren bei Tarnarnas Training dabei. Der Psychologe ist davon überzeugt, dass die Benutzer die neue, wackelnde Welt ernst genommen haben: „Ein Junge bekam bei seiner ersten Sitzung sehr große Angst bei dem Erdbeben. Für ihn war der Klassenraum so real geworden; er stürmte zum Fenster und versuchte hindurchzuspringen“, berichtet Tarnanas. Mal ganz abgesehen von solchen Anekdoten hat Tarnanas eine ganz einfache Erklärung dafür, warum Virtual Reality funktioniert: „Früher oder später glaubt man eben genau das, was man sieht.“

Die Vorteile einer Simulation liegen für Tarnanas auf der Hand: „Gerade die Down-Syndrom-Kinder hätten ohne das eigene Erleben in der virtuellen Welt nicht so weit kommen können. Aber das ist nicht nur bei diesen Kindern so: Es wird geschätzt, dass nur etwa 30 Prozent aller Menschen ein Vorstellungsvermögen besitzen, das gut genug ist, um sich so etwas Komplexes wie ein Erdbeben vorzustellen. Virtual Reality wäre für alle Menschen mit Phobien geeignet, die sich nicht gut etwas bildlich vorstellen können.“

Nach einer sechsmonatigen Pause wurde der Versuch wiederholt: Alle Kinder, auch die Behinderten, hatten sich im Vergleich zum ersten Durchlauf stark verbessert. Zu Beginn hatten die Simulation nur 20 Prozent ohne Panik überstanden. „Die Kinder hätten sich selbst nie zugetraut in so einer Situation allein zurecht zu kommen.“ Doch beim letzten Training waren es bereits 87 Prozent, die die bebende Erde ruhig hinnahmen. Vorbei an den herabhängenden Stromkabeln bahnten sie sich den Weg durch die Flure der halbdunklen Schule; sie stiegen über umgefallene Schränke und fanden die große Eingangstür der Schule. Die Kinder schafften es hinaus ins Tageslicht auf den Hof. Ganz ohne Panik.   


Dieser Beitrag entstand im Zuge des EuroScience Open Forum (ESOF) 2006.


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