استخدام VR و AR و MR في المحاكاة والتدريب

الصناعة مستعدة لقبول الواقع الافتراضي (VR) وأقرب أقاربها ، الواقع المعزز (AR) ، وأحدث الاتجاه الواعد ، الواقع المختلط (MR) أو ، بعبارات أخرى ، الواقع الممزوج (تتضمن هذه التكنولوجيا عناصر من الواقع المعزز بالإضافة إلى الوجود المادي). ومع ذلك ، هل هذه التكنولوجيا مطلوبة حقًا في التدريب؟ هل يعطي أي شيء جديد إلى جانب تأثير نجاح باهر؟ هل من الضروري نقل التكنولوجيا فقط من أجل التكنولوجيا؟ الجواب نعم.


عند تصميم أنظمة التدريب ، من الضروري التفكير في التقنيات التي نضجت قبل استخدامها وكيف يمكن تطبيقها في العملية التعليمية. لماذا تحتاج إلى تخطيط كامل الحجم أو حتى عينة حقيقية ، والتي يمكن القيام بها على جهاز المحاكاة باستخدام AR و VR ، والتي يكفيها جهاز iPad بسيط؟ إن اختيار التكنولوجيا هو جزء من عملية تصميم أنظمة التدريب. و VR هي مجرد أداة أخرى في بنك أصابع المطورين.


استمرت التجارب التي تستخدم الواقع الافتراضي في التدريب والإنتاج لبعض الوقت. ابتكر متخصصون من Oculus Rift وجراحون من مستشفى الأطفال في لوس أنجلوس جهاز محاكاة يسمح للأطباء بتطوير المهارات اللازمة لإنقاذ الأطفال حديثي الولادة في صدمة الحساسية. تستخدم شركات البناء الغربية على نطاق واسع الواقع الافتراضي لإجراء تدريب للعمال في مجالات مثل التدريب على السلامة ، والعمل على اللودر ومعدات البناء الأخرى ، والعمل على السقالات واللحام. تستخدم إيرباص الواقع المختلط في إنتاج A350 XWB و A380 للمساعدة في تجميع جسم الطائرة. وفقا لهم ، بعد إدخال هذه التكنولوجيا ، تم تقليل الوقت اللازم للتحقق من كيفية تركيب 80 ألف قوس ربط من ثلاثة أسابيع إلى ثلاثة أيام. قارنت Google استخدام VR ومقاطع الفيديو التدريبية عند تدريب باريستا - ونتيجة لذلك ، فاز VR من جميع النواحي حتى هنا.


ومع ذلك ، من الممكن القول أن التكنولوجيا لم تكتسب الاعتراف إلا عندما تستخدم على نطاق واسع في المحاكاة العسكرية والتدريب ، والتي تعد حاليًا الأكثر تقدمًا والأكثر تقدمًا. يعتقد Atul Patel ، مدير التكنولوجيا والابتكار في شركة Lockheed Martin ، أن سوق الواقع الافتراضي سينمو بقوة شديدة خلال السنوات الخمس إلى العشر القادمة. تبلغ قيمة سوق VR-AR-MR بالكامل 60-120 مليار دولار على مدى السنوات الخمس المقبلة ، والتي قد تقع أكثر من 5-10 مليار دولار من هذا المبلغ على المجال العسكري.


يرتبط الواقع الافتراضي ارتباطًا وثيقًا بالمحاكاة التقليدية لتكنولوجيا البر والبحر والجو. يتم تقديم الصورة بالكامل على جهاز الكمبيوتر ، وغالبًا ما يتم عرضها على نظارات الواقع الافتراضي ، أو ، بشكل أقل شيوعًا ، يتم عرضها على شاشة بانورامية. في الوقت الحالي ، النظارات الأكثر شعبية هي Oculus Rift و Samsung Gear2 ، وفي بعض الأحيان تستخدم الشركات مشاريعها الخاصة.


قامت شركة ناشئة من لندن تدعى شركة الدفاع والدفاع QinetiQ بإنشاء أول جهاز محاكاة VR "متعدد المستخدمين" لأطقم الغواصات للبحرية الملكية. إنها إعادة ترفيه تفصيلية للجزء الداخلي من الغواصة مع عروض وأدوات عمل للتدريب وممارسة الإجراءات في حالات الطوارئ دون تعريض حياة الطاقم للخطر.


الصورة


يتم استخدام الواقع المعزز والمختلط حتى الآن بشكل أقل. الأكثر إثارة للاهتمام هنا هو تطوير MR من Rockwell Collins ، المسمى Coalescence. هذا النظام هو الأول الذي يمكن أن ينقل الأحاسيس حقًا عند التدريب في الواقع الافتراضي. يستخدم هذا النظام المختلط معدات ومعدات حقيقية معدلة بشكل خاص ، بدلاً من القفازات أو الملابس ذات المحركات الاهتزازية التقليدية في هذه الأنظمة ، لخلق أحاسيس ملموسة ، ويهدف إلى التدريب في مجال مناولة الأسلحة ومعدات التحكم.


الصورة


من الناحية التقنية ، لا تزال معدات "الحقائق" الجديدة في مهدها. مثل أي تقنية ناشئة ، لدى VR حاليًا عيوب تحد بشدة من استخدامها. بعضها تقني بحت: مجال ضيق للرؤية ، جودة صورة رديئة ، نقص في الأحاسيس اللمسية. قبل أن تصبح نظارات الواقع الافتراضي معيارًا ضخمًا للتدريب والمحاكاة ، تحتاج إلى رفع دقة الصورة إلى 4K ومعدل التحديث إلى 60 هرتز أو أكثر ومجال الرؤية إلى 90 درجة على الأقل.


مشكلة أخرى هي الكابلات ووزن الخوذة / النظارات. من الناحية المثالية ، يجب أن يكون كل هذا لاسلكيًا بحيث لا يوجد شيء يقيد حركة المتعلم ولا يتم الخلط بينه. من الطبيعي أن يكون وزن المعدات مشكلة كبيرة ، لأنه بسبب الضغط على الرقبة ، يمكن أن يكون وقت الاستخدام محدودًا بشكل خطير.


ومع ذلك ، فإن المشكلة الرئيسية هي الغثيان والدوار عند استخدام الواقع الافتراضي. لقد قام Oculus Rift بإنشاء "مقياس راحة" خاص للتطبيقات بحيث يمكن للمستخدمين تقديم درجة من الانزعاج.


هذه المشكلة مشابهة لتلك التي ظهرت قبل 50 عامًا عندما ظهرت أول محاكيات طيران. هذا يرجع إلى خصائص الجسم ، أو بالأحرى ، الجهاز الدهليزي البشري. في حالة وميض صورة سريعة التغير أمام عينيك ، ولكن يظل الجسم بلا حراك ، فإن تأثير دوار الحركة يحدث. يمكن التغلب على هذا التأثير الجانبي بمساعدة "الانتقال الفوري" داخل اللعبة لتقليل عدد الحركات ، ولكن بالنسبة لتلك المحاكيات حيث يجب أن تكون المحاكاة سلسة قدر الإمكان ، فإن هذا الخيار غير مناسب.


مشكلة فسيولوجية أخرى هي صراع التكييف في العين.
نظارات الواقع الافتراضي لديها صورة واحدة مسطحة مع نقطة تركيز واحدة. هذا ليس هو الحال في العالم الحقيقي ، حيث تأخذ أعيننا زوايا مختلفة من الصورة نفسها وتجمعها معًا لتشكيل مشهد أعمق ، مما يسمح لأعيننا بالتحرك بحرية. هذا يؤدي إلى صورة مزدوجة ، وهو أمر غير سارٍ بكثير ، إلى إرهاق شديد في العين وصداع.


الصورة


ومع ذلك ، يمكن العثور على حل لهذه المشكلة. في آب / أغسطس ، قال علماء في فريق معالجة الصور بجامعة ستانفورد بقيادة الدكتور جوردون ويتزشتاين ، إنهم وجدوا حلاً. الحل هو إعادة إنشاء مصدر الضوء المرئي الطبيعي في سماعة رأس الواقع الافتراضي ، ومحاكاة استخدام وجهات نظر متعددة لنفس الصورة. في النهاية ، تصبح الصورة مثل صورة ثلاثية الأبعاد ، وهي أقل إرهاقًا للعضلات وإيواء العينين.

Source: https://habr.com/ru/post/ar409337/


All Articles