Usando VR, AR y MR en simulaciones y entrenamiento

La industria está lista para aceptar con realidad virtual (VR) de brazos abiertos y sus parientes más cercanos, realidad aumentada (AR) y la última dirección prometedora, realidad mixta (MR) o, en otros términos, realidad combinada (esta tecnología incluye elementos de realidad aumentada además de presencia física). Sin embargo, ¿se necesita realmente esta tecnología en el entrenamiento? ¿Da algo nuevo además del efecto wow? ¿Es necesario mover la tecnología solo por el bien de la tecnología? La respuesta es si.


Al diseñar sistemas de capacitación, es necesario considerar qué tecnologías han madurado antes de usarlas y cómo se pueden aplicar en el proceso educativo. ¿Por qué necesita un diseño de tamaño completo o incluso una muestra real, que se puede hacer en el simulador usando AR y VR, para lo cual un simple iPad es suficiente? La elección de la tecnología es parte del proceso de diseño de los sistemas de capacitación. Y la realidad virtual es solo otra herramienta en la alcancía de los desarrolladores.


Los experimentos que utilizan la realidad virtual en el entrenamiento y la producción han estado ocurriendo durante bastante tiempo. Especialistas de Oculus Rift y cirujanos del Hospital de Niños de Los Ángeles han creado un simulador que permite a los médicos desarrollar habilidades para salvar a los recién nacidos en shock anafiláctico. Las empresas de construcción occidentales utilizan ampliamente la realidad virtual para impartir capacitación a los trabajadores en áreas tales como capacitación en seguridad, trabajo en un cargador y otros equipos de construcción, trabajo en andamios y soldadura. Airbus utiliza la realidad mixta en la producción del A350 XWB y A380 para ayudar en el montaje del fuselaje; Según ellos, después de la introducción de esta tecnología, el tiempo requerido para verificar cómo se instalaron 80,000 soportes de conexión se redujo de tres semanas a tres días. Google comparó el uso de la realidad virtual y los videos de entrenamiento al entrenar a un barista; como resultado, la realidad virtual ganó en todos los aspectos, incluso aquí.


Sin embargo, es posible decir que la tecnología ha ganado reconocimiento solo cuando se usa ampliamente en simulaciones y entrenamiento militar, que actualmente son las más numerosas y avanzadas. Atul Patel, Director de Tecnología e Innovación de Lockheed Martin, cree que el mercado de realidad virtual crecerá de manera extremadamente agresiva en los próximos 5-10 años. Todo el mercado VR-AR-MR está valorado en $ 60-120 mil millones durante los próximos 5 años, de los cuales más de $ 5-10 mil millones de esta cantidad pueden caer en el ámbito de la aplicación militar.


La realidad virtual se asocia más estrechamente con las simulaciones tradicionales para la tecnología terrestre, marítima y aérea. La imagen completa se procesa completamente en una computadora y, con mayor frecuencia, se muestra en gafas de realidad virtual o, con menos frecuencia, se proyecta en una pantalla panorámica. Por el momento, las gafas más populares son Oculus Rift y Samsung Gear2, a veces las empresas utilizan sus propios desarrollos.


Una nueva empresa de Londres llamada Immerse y la compañía de defensa QinetiQ crearon el primer simulador de realidad virtual "multiusuario" para tripulaciones de submarinos para la Royal Navy. Es una recreación detallada del interior del submarino con pantallas e instrumentos que funcionan para entrenar y practicar acciones en situaciones de emergencia sin poner en riesgo la vida de la tripulación.


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La realidad aumentada y mixta hasta ahora se usa con mucha menos frecuencia. Lo más interesante aquí es el desarrollo de MR de Rockwell Collins, llamado Coalescence. Este sistema es el primero que realmente puede transmitir las sensaciones al entrenar en realidad virtual. Este sistema mixto utiliza equipos y equipos reales especialmente modificados, en lugar de guantes o ropa con motores de vibración tradicionales en dichos sistemas, para crear sensaciones táctiles, y está dirigido a la capacitación en el campo del manejo de armas y equipos de control.


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Desde el punto de vista técnico, el equipo para nuevas "realidades" todavía está en pañales. Como cualquier tecnología emergente, la realidad virtual actualmente tiene fallas que limitan severamente su uso. Algunos de ellos son puramente técnicos: un campo de visión estrecho, mala calidad de imagen, falta de sensaciones táctiles. Antes de que las gafas de realidad virtual se conviertan en el estándar de masas para el entrenamiento y las simulaciones, debe llevar la resolución de la imagen a 4K, la frecuencia de actualización a 60 Hz o más y el campo de visión a al menos 90 grados.


Otro problema son los cables y el peso del casco / gafas. Idealmente, todo esto debería ser inalámbrico para que nada restrinja el movimiento del alumno y no se confunda. Es natural que el peso del equipo sea un gran problema, porque debido al estrés en el cuello, el tiempo de uso puede verse seriamente limitado.


Sin embargo, el principal problema son las náuseas y los mareos al usar la realidad virtual. Oculus Rift incluso ha creado una "escala de confort" especial para las aplicaciones, de modo que los usuarios puedan presentar cierto grado de incomodidad.


Este problema es similar al que apareció hace 50 años cuando aparecieron los primeros simuladores de vuelo. Esto se debe a las características del cuerpo, o más bien, del aparato vestibular humano. Si una imagen que cambia rápidamente parpadea ante sus ojos, pero el cuerpo permanece inmóvil, entonces se produce el efecto de la cinetosis. Este efecto secundario se puede superar con la ayuda de la "teletransportación" dentro del juego para reducir el número de movimientos, sin embargo, para aquellos simuladores donde la simulación debe ser lo más fluida posible, esta opción no es adecuada.


Otro problema fisiológico es el conflicto de acomodación del ojo.
Las gafas VR tienen una imagen plana con un punto de enfoque. Este no es el caso en el mundo real, donde nuestros ojos toman muchos ángulos diferentes de la misma imagen y los combinan para formar una escena más profunda, permitiendo que nuestros ojos se muevan libremente. Esto conduce a una doble imagen y, lo que es mucho más desagradable, a fatiga ocular severa y dolor de cabeza.


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Sin embargo, se puede encontrar una solución a este problema. En agosto, los científicos del equipo de procesamiento de imágenes de la Universidad de Stanford, dirigido por el Dr. Gordon Wetzstein, dijeron que habían encontrado una solución. La solución es recrear la fuente de luz visible natural en los auriculares VR, simulando el uso de múltiples perspectivas de la misma imagen. Finalmente, la imagen se vuelve como un holograma, que es menos gravoso para los músculos y la acomodación de los ojos.

Source: https://habr.com/ru/post/es409337/


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