تقييم أداء الطيران وأنماط حركة العين باستخدام محاكي طيران الواقع الافتراضي
مايو 19, 2023
تم بناء جهاز محاكاة طيران جديد للواقع الافتراضي ، والذي يتيح تقييما فعالا ومنخفض التكلفة لأداء الطيران وأنماط حركة العين. كما يوفر أداة بحث عالية الإمكانات لبيئة العمل وغيرها من البحوث.
طورت الدراسة الحالية جهاز محاكاة طيران VR جديدا لتقييم الأداء التجريبي بناء على مؤشرات حركة العين وأداء الطيران في سيناريو غامر 3D. منصة محاكاة الطيران مرنة للغاية ، بالإضافة إلى التكلفة المنخفضة. يمكن أن تلبي الاحتياجات المتنوعة للباحثين.
يمكن أيضا تطبيق الطريقة لاختيار رواد الفضاء ، بالإضافة إلى الطيارين. ابدأ بتثبيت جهاز محاكاة الطيران. انضم إلى لوحة التحكم الخانقة معا ، وعاملها كوحدة واحدة.
قم بتوصيل دواسة الوقود وعصا التحكم والدواسة بوحدة كمبيوتر محاكاة الطيران عبر USB. متبوعا بتوصيل الشاشة المثبتة على الرأس أو HMD بوحدة كمبيوتر محاكاة الطيران عبر صندوق ارتباط. قم بتوصيل المحطات الأساسية ووحدات التحكم في الواقع الافتراضي أو الواقع الافتراضي ب HMD عبر برنامج VR على PC.To قم بإعداد منطقة اللعب الدائمة فقط للواقع الافتراضي ، وتأكد من تشغيل HMD وتوصيله بالكمبيوتر.
ضع المحطة الأساسية قطريا بحيث يمكن أن يكون HMD دائما ضمن نطاق مراقبة المحطة الأساسية مع إبقائها ثابتة ، للحفاظ على بيئة VR مستقرة. ثم قم بإعداد منطقة لعب قائمة بالوقوف فقط وفقا للمطالبات التي يوفرها برنامج الواقع الافتراضي على الكمبيوتر. قم بتوصيل وحدة التحكم في الطيران المضبوطة وشاشة العرض الكبيرة بنفس الكمبيوتر مثل VR HMD.
تقديم المهمة وعملية المحاكاة للمشاركين من خلال شرح نمط حركة المرور والخريطة وإرشاد المشاركين حول كيفية استخدام جهاز محاكاة الطيران VR. قم بتركيب كل مشارك باستخدام VR HMD ، وقم بمعايرة حركات عينيه وضبط ارتفاع الجهاز والمسافة بين الحدقة ونقطة النظر. بعد ذلك ، افتح برنامج تسجيل الشاشة وابدأ تشغيل محاكي الطيران للتدريب على الطيران.
قم بتوجيه المشاركين حول كيفية استخدام دواسة الطيران وعصا التحكم والخانق للتوجيه قدر الإمكان إلى الخط المرجعي للرحلة. بمجرد الانتهاء ، أعد ضبط دواسة الوقود وأزرار تبديل المحرك. ثم توقف عن التسجيل.
لإجراء تجارب طيران رسمية ، ضع VR HMD للمشاركين وقم بتشغيل استوديو OBS لبدء تسجيل الشاشة. أظهرت بيانات حركة العين لمؤشرات AOI للأجهزة والسرعة الجوية والسرعة الرأسية والارتفاع وسرعة المحرك أن الخبراء لديهم توزيع أكثر توازنا لبيانات حركة العين حول القيمة المتوسطة في مؤشر السرعة الجوية ومؤشر الارتفاع ومؤشر السرعة الرأسية ومؤشر الموقف مقارنة بالمبتدئين. تركزت بيانات أداء رحلة الخبراء في الغالب حول متوسط القيمة من حيث إجمالي وقت الرحلة ، ومتوسط المسافة من الخط المرجعي ، وزاوية الميل قبل ثانية واحدة من الهبوط ، والانحراف المعياري للمسافة من الخط المرجعي مقارنة بالمبتدئين.
قم بمعايرة لحظات عين كل مشارك واضبط ارتفاع الجهاز والمسافة بين الحدقة ونقطة التحديق وفقا لذلك.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة محاكي طيران جديد يعتمد على الواقع الافتراضي، صُمم لتقييم أداء الطيار من خلال تتبع حركات العين ومؤشرات الطيران في بيئة ثلاثية الأبعاد غامرة. يتميز هذا المحاكي بفعاليته من حيث التكلفة وقابليته للتكيف، مما يلبي مختلف الاحتياجات البحثية.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- العوامل البشرية
- تكنولوجيا الواقع الافتراضي
خلفية علمية
- يمكن أن تكون أجهزة محاكاة الطيران الحالية باهظة الثمن وغير مرنة.
- تعد أنماط حركة العين ضرورية لتقييم أداء الطيار.
- يوفر الواقع الافتراضي تجارب غامرة يمكنها تعزيز التدريب والتقييم.
- تهدف هذه الدراسة إلى معالجة أوجه القصور في أجهزة المحاكاة التقليدية.
الغرض من الدراسة
- تطوير محاكٍ للطيران بتقنية الواقع الافتراضي (VR) منخفض التكلفة.
- تقييم أداء الطيار بناءً على حركة العين ومؤشرات الطيران.
- توفير أداة متعددة الاستخدامات للباحثين في مجالات مختلفة.
الطرق المستخدمة
- تطوير منصة محاكاة طيران بتقنية الواقع الافتراضي VR.
- دمج تقنية تتبع حركة العين.
- تنفيذ سيناريو غامر ثلاثي الأبعاد لأغراض الاختبار.
- المرونة في التكيف مع متطلبات البحث المختلفة.
النتائج الرئيسية
- يعمل جهاز المحاكاة على تقييم أداء الطيار بفعالية.
- توفر بيانات حركة العين رؤى حول سلوك الطيران.
- حل فعال من حيث التكلفة لتطبيقات الأبحاث.
- إمكانية الاستخدام في عمليات اختيار رواد الفضاء.
الاستنتاجات
- يعد محاكي الطيران بتقنية الواقع الافتراضي أداة بحثية قيمة.
- وهو يلبي احتياجات متنوعة في تدريب الطيارين وتقييمهم.
- وقد تمتد التطبيقات المستقبلية إلى مجالات أخرى خارج نطاق الطيران.
الأسئلة الشائعة
الأهمية التنفيذية في القطاع الصناعي
يوفر التقييم الكمي لأداء المشغل باستخدام أجهزة المحاكاة القائمة على الواقع الافتراضي (VR) والمجهزة بنظام تتبع حركة العين حلولاً قابلة للتوسع وفعالة من حيث التكلفة لسير عمليات الاختيار والتدريب عالية الخطورة. وتدعم القدرة على تمييز مستوى الخبرة من خلال مقاييس الطيران والنظر الموضوعية الثقة التنبؤية في تقييم المرشحين وتحسين البروتوكولات. يتيح هذا النهج اتخاذ قرارات قائمة على البيانات عند نقاط التحول الحرجة في مسارات اختيار المواهب والجاهزية التشغيلية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يدعم التقييم القائم على الفرضيات للأداء المعرفي والحركي في بيئات محاكات معقدة.
- يتيح الحد من المخاطر الميكانيكية من خلال ربط المخرجات السلوكية بالقراءات الفسيولوجية أو العصبية.
- يسهل التمييز الموضوعي لمستوى الخبرة، مما يساهم في تحديد معايير الاختيار لنماذج الأبحاث الانتقالية.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر منصات موحدة وقابلة للتكرار لتقييم المتغيرات المعتمدة على المشغل في أبحاث العوامل البشرية.
- يولد بيانات كمية عن حركة العين والأداء مناسبة للتحليلات اللاحقة والقياس المرجعي.
- يتيح إجراء فحص قابل للتوسع للمجموعات المرشحة للسمات المعرفية أو النفسية الحركية ذات الصلة بدراسات سهولة استخدام الأجهزة في مجال الأدوية البيولوجية.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- يتماشى مع استراتيجيات المؤشرات الحيوية الانتقالية من خلال ربط المقاييس السلوكية بالعمليات المعرفية العصبية الأساسية.
- يدعم الاستمرارية من مرحلة الاكتشاف المبكر وصولاً إلى التحقق قبل السريري في أبحاث واجهة التفاعل بين الإنسان والآلة.
- يقلل المخاطر عند تطوير التقنيات المرشحة من خلال توفير نقاط نهاية كمية وتنبؤية.
تكامل مسار العمل والتدفق الإجرائي
تتناسب منصة التقييم القائمة على الواقع الافتراضي (VR) هذه مع مراحل الاكتشاف والمسح المبكرة، حيث تدعم كلاً من اختبار الفرضيات والتقييم الكمي لأداء المشغل في البحوث الانتقالية وتطوير الأجهزة.
- بيولوجيا الاكتشاف: تتيح الاختبار المنضبط للفرضيات المعرفية والسلوكية في بيئات غامرة وقابلة للتكرار.
- الفحص: تقدم مخرجات كمية وموحدة للمقارنة بين المجموعات السكانية المختلفة وفرز المرشحين.
- التحليلات: توفر بيانات عالية الدقة لحركة العين والأداء بغرض التحليل الإحصائي ودعم اتخاذ القرار.
- الأبحاث الانتقالية: جسر بين الاكتشاف والتحقق قبل السريري من خلال ربط المخرجات السلوكية بنقاط النهاية الوظيفية.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: توفر منصة مرنة ومنخفضة التكلفة قابلة للتكيف مع احتياجات البحث والتطوير المتنوعة.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية في اختيار المشغل وتحسين البروتوكول.
- القيمة التشغيلية: تعزز التوحيد القياسي، وقابلية التكرار، وقابلية التوسع في تقييمات الأداء البشري.
- القيمة الاستراتيجية: تحسن قرارات المضي قدماً أو التوقف (go/no-go) وتقلل المخاطر في المراحل المتأخرة من تطوير الأجهزة والبروتوكولات.
- تأثير المحفظة: تتيح تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر للتقنيات وسير العمل المرشحة.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في إعداد أنظمة الواقع الافتراضي (VR)، ومعايرة تتبع العين، وتحليل البيانات السلوكية.
- يتطلب بنية تحتية تحليلية وأجهزة قياس قوية لالتقاط ومعالجة البيانات بدقة عالية.
- يستلزم توحيد البروتوكولات وأطر تفسير البيانات بين الفرق المختلفة.
- قد يتطلب التكييف مع أنظمة نماذج محددة أو مجموعات بحثية معينة.
- تشمل القيود انخفاض التغذية الراجعة الحركية مقارنة بالمحاكيات التقليدية، كما ورد في المصدر.
