Введение

Будучи погружённым в виртуальную среду, человек воспринимает визуальную информацию как реальную. Значит, опыт обучения на тренажёре с использованием виртуальной реальности будет более естественным и ценным, чем при обучении в помещении, и более безопасным и свободным по месту проведения обучения, чем при обучении на натуре. Гибкость в возможностях визуализации искусственной, виртуальной, среды, позволит на одной машине обучать работе в разных ситуациях [1].

Разработка способа обучения работе с бензопилой на основе виртуальной реальности актуальна, имеющей существенное значение для отраслей знаний травмоопасных инструментов [2].

При этом, как правило, основное внимание уделяется моделированию и исследованию аппаратной функции работы бензопилы, разработке метода определения управляемых профессиональных навыков и разработке индивидуальной траектории обучения [3].

Цель исследования

Разработать тренажер для выработки навыков по эксплуатации бензопилы с использованием виртуальной реальности, чтобы с его помощью обезопасить, упростить и ускорить процесс обучения оператора.

Материалы и методы исследования

Тренажёр совмещает в себе сцену в виртуальной реальности и физический контакт оператора с инструментом [4].

Принцип работы тренажера для выработки навыков по эксплуатации бензопилы с использованием виртуальной реальности состоит в следующем:

- Оператор надевает шлем/очки виртуальной реальности и погружается в виртуальную рабочую среду;

- В виртуальной рабочей среде оператору демонстрируются виртуальные модели рабочего инструмента и спиливаемого дерева;

- В реальной лабораторной среде оператор взаимодействует с учебными макетами инструмента и дерева;

- Виртуальные модели пространственно расположены идентично реальным учебным макетам инструмента и дерева и визуализируют работу последних;

- После подготовки к работе, оператор приступает к обучению и выполняет поставленные задачи;

- Модель обучения работе с бензопилой получает данные о том, как оператор выполнил задачи, и оптимизирует курс обучения под актуальные данные о навыках оператора.

Рис. 1 – Алгоритм обучения работе с бензопилой

Задача эксперимента состоит в поиске управляемых навыков оператора бензопилы через сравнение данных о работе между профессионалом новичком [5].

План эксперимента:

1. Провести анализ профессиональной деятельности оператора бензопилы.

2. Исходя из полученных данных создать обучающую виртуальную среду.

3. Сравнить двигательную активность и характеристики распилов между опытным пользователем и неопытным.

4. Вывести из полученных данных параметры, которыми можно и стоит управлять.

Рис. 2 – Графики изменения исследуемых параметров

Правила отбора регулируемых параметров следующие:

- если графики расходятся меньше, чем на 15%, то параметр имеет низший уровень приоритета в улучшении показателей.

- если графики расходятся больше, чем на 15%, то приоритет в улучшении показателей параметра достаточно высок.

Результаты исследования и их обсуждение

Алгоритм обучения учитывает индивидуальные особенности развитости навыков каждого оператора. Это позволяет акцентировать внимание на более нужных аспектах обучения и, тем самым, ускорить процесс обучения и повысить его качество.

Заключение

Виртуальная среда в учебных условиях заменяет опасную реальную рабочую среду. Это позволяет поддерживать высокий уровень эффективности обучения. Отсутствия взаимодействия оператора с реальными объектами делает данный способ обучения безопасным.