Évaluation des performances de vol et des mouvements oculaires à l’aide d’un simulateur de vol en réalité virtuelle
19 mai 2023
Un nouveau simulateur de vol en réalité virtuelle a été construit, qui permet une évaluation efficace et peu coûteuse des performances de vol et des mouvements oculaires. Il constitue également un outil de recherche à fort potentiel pour l’ergonomie et d’autres recherches.
L’étude actuelle a développé un nouveau simulateur de vol VR pour évaluer les pilotes en fonction des mouvements oculaires et des indicateurs de vol dans un scénario immersif en 3D. La plate-forme de simulateur de vol est très flexible, en plus d’être peu coûteuse. Il peut répondre aux divers besoins des chercheurs.
La méthode peut également être appliquée à certains astronautes, en plus des pilotes. Commencez par installer le simulateur de vol. Joignez le panneau de commande d’étranglement et traitez-les comme une seule unité.
Connectez l’accélérateur, le joystick et la pédale au module PC du simulateur de vol via USB. Ensuite, il connecte l’afficheur monté sur la tête ou le HMD au module PC du simulateur de vol via un boîtier de liaison. Connectez les stations de base et les contrôleurs de réalité virtuelle ou VR au HMD via le logiciel VR sur le PC.To configurez l’aire de jeu debout pour la VR, assurez-vous que le HMD est allumé et connecté à l’ordinateur.
Placez la station de base en diagonale de sorte que le HMD puisse toujours être dans la portée de surveillance de la station de base tout en la gardant fixe, afin de maintenir un environnement VR stable. Ensuite, installez une zone de jeu uniquement debout selon les invites fournies par le logiciel VR sur l’ordinateur. Connectez le module de commande de vol réglé et le grand écran au même ordinateur que le HMD VR.
Présentez la tâche et le fonctionnement du simulateur aux participants en expliquant le schéma de circulation et la carte et en expliquant aux participants comment utiliser le simulateur de vol VR. Équipez chaque participant d’un casque VR, calibrez ses mouvements oculaires et ajustez la hauteur de l’appareil, la distance interpupillaire et le point de regard. Ensuite, ouvrez le logiciel d’enregistrement d’écran et lancez le simulateur de vol pour la formation au vol.
Expliquez aux participants comment utiliser leur pédale de vol, leur manette et leur manette des gaz pour se diriger le plus près possible de la ligne de vol de référence. Une fois terminé, réinitialisez les boutons de la manette des gaz et de l’interrupteur du moteur. Arrêtez ensuite l’enregistrement.
Pour mener des expériences de vol formelles, mettez le HMD VR pour les participants et lancez le studio OBS pour commencer à enregistrer l’écran. Les données de mouvement oculaire des indicateurs d’AOI, de vitesse, de vitesse verticale, d’altitude et de régime moteur ont montré que les experts avaient une distribution plus uniforme des données de mouvement oculaire autour de la valeur moyenne de l’anémomètre, de l’indicateur d’altitude, de l’indicateur de vitesse verticale et de l’indicateur d’attitude par rapport aux novices. Les données de performance de vol des experts étaient principalement centrées sur la valeur moyenne en termes de temps de vol total, de distance moyenne de la ligne de référence, d’angle de tangage une seconde avant l’atterrissage et de l’écart-type de la distance par rapport à la ligne de référence par rapport aux novices.
Calibrez les moments oculaires de chaque participant et ajustez la hauteur de l’appareil, la distance interpupillaire et le point de regard en conséquence.
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Aperçu
Cette étude présente un nouveau simulateur de vol en réalité virtuelle conçu pour évaluer la performance des pilotes à l’aide des mouvements oculaires et des indicateurs de vol dans un environnement immersif 3D. Le simulateur est économique et adaptable, répondant à divers besoins de recherche.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Facteurs humains
- Technologie de réalité virtuelle
Contexte
- Les simulateurs de vol existants peuvent être coûteux et peu flexibles.
- Les schémas de mouvement oculaire sont essentiels pour évaluer la performance des pilotes.
- La réalité virtuelle offre des expériences immersives capables d'améliorer la formation et l'évaluation.
- Cette étude vise à pallier les limites des simulateurs traditionnels.
Objectif de l'étude
- Développer un simulateur de vol en réalité virtuelle à faible coût.
- Évaluer la performance des pilotes en fonction des mouvements oculaires et des indicateurs de vol.
- Fournir un outil polyvalent aux chercheurs dans divers domaines.
Méthodes utilisées
- Développement d'une plateforme de simulateur de vol en réalité virtuelle.
- Intégration d'une technologie de suivi oculaire.
- Mise en œuvre d'un scénario immersif en 3D pour les tests.
- Flexibilité pour s'adapter à différentes exigences de recherche.
Résultats principaux
- Le simulateur évalue efficacement la performance des pilotes.
- Les données sur les mouvements oculaires fournissent des informations sur le comportement en vol.
- Solution économique pour les applications de recherche.
- Potentiel d'utilisation dans les processus de sélection des astronautes.
Conclusions
- Le simulateur de vol en réalité virtuelle est un outil de recherche précieux.
- Il répond à des besoins variés dans la formation et l'évaluation des pilotes.
- Des applications futures pourraient s'étendre à d'autres domaines au-delà de l'aviation.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
L'évaluation quantitative des performances des opérateurs à l'aide de simulateurs basés sur la réalité virtuelle intégrant un suivi oculaire offre des solutions évolutives et rentables pour les processus de sélection et de formation à enjeux élevés. La capacité à distinguer les niveaux d'expertise grâce à des métriques objectives de vol et de regard soutient la confiance prédictive dans l'évaluation des candidats et l'optimisation des protocoles. Cette approche permet une prise de décision fondée sur les données aux points critiques des chaînes de sélection des talents et de préparation opérationnelle.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet une évaluation fondée sur des hypothèses des performances cognitives et motrices dans des environnements simulés complexes.
- Permet une réduction mécanistique des risques en corrélant les comportements observés avec des mesures physiologiques ou neurologiques.
- Facilite une différenciation objective des niveaux d'expertise, éclairant ainsi les critères de sélection pour les modèles de recherche translationnelle.
Développement de tests et criblage
- Offre des plateformes standardisées et reproductibles pour évaluer les variables dépendant de l'opérateur dans la recherche en facteurs humains.
- Génère des données quantitatives sur les mouvements oculaires et les performances, adaptées aux analyses ultérieures et aux comparaisons de référence.
- Permet un criblage évolutif de populations candidates pour des traits cognitifs ou psychomoteurs pertinents dans les études d'utilisabilité de dispositifs biopharmaceutiques.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur les stratégies translationnelles de biomarqueurs en associant des métriques comportementales à des processus neurocognitifs sous-jacents.
- Permet une continuité allant de la découverte précoce à la validation préclinique dans la recherche sur les interfaces homme-machine.
- Réduit les risques liés au développement de technologies candidates en fournissant des critères d'évaluation prédictifs et quantitatifs.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Cette plateforme d'évaluation basée sur la RV s'intègre aux phases initiales de découverte et de criblage, en soutenant à la fois le test d'hypothèses et l'évaluation quantitative des performances de l'opérateur pour la recherche translationnelle et le développement de dispositifs.
- Biologie de la découverte : Permet de tester de manière contrôlée des hypothèses cognitives et comportementales dans des environnements immersifs et reproductibles.
- Écrantage : Fournit des résultats standardisés et quantitatifs permettant la comparaison entre populations et le tri des candidats.
- Analytique : Fournit des données détaillées sur les mouvements oculaires et la performance, destinées à l'analyse statistique et à l'aide à la décision.
- Recherche translationnelle : Établit un lien entre la découverte et la validation préclinique en associant les résultats comportementaux à des critères fonctionnels.
- Réutilisation en entreprise : Offre une plateforme souple et peu coûteuse, adaptable à divers besoins de recherche et développement.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans le choix des opérateurs et l'optimisation des protocoles.
- Valeur opérationnelle : Renforce la standardisation, la reproductibilité et l'extensibilité des évaluations de la performance humaine.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions d'aller ou de ne pas aller de l'avant et réduit les risques en phase avancée du développement de dispositifs et de protocoles.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des technologies et des flux de travail candidats.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en configuration des systèmes de réalité virtuelle, en étalonnage du suivi oculaire et en analyse des données comportementales.
- Exige une instrumentation robuste et une infrastructure analytique permettant une acquisition et un traitement de données haute fidélité.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles et des cadres d'interprétation des données.
- Peut nécessiter des adaptations pour des systèmes modèles spécifiques ou des populations de recherche particulières.
- Les limites incluent une rétroaction sensorielle réduite concernant le mouvement par rapport aux simulateurs traditionnels, comme indiqué dans la source.
