Laboratorium wirtualnych szkoleń na drony
Zadania VR (wirtualnej rzeczywistości) w kursach VLOS
Technologie rzeczywistości wirtualnej mogą sprawić, że uczestnicy szkoleń VLOS poczują się bardziej zaangażowani i zmotywowani. Prowadzone przez nasz zespół badania nad tymi technologiami otwierają nowe ścieżki nauczania i uczenia się. Zastosowanie technologii VR (wirtualnej rzeczywistości) pozwoli również wzmocnić współpracę uczniów, ich umiejętności psychomotoryczne i poznawcze. Budowany przez nasz zespół system rzeczywistości wirtualnej obejmuje sprzęt i oprogramowanie, które odzwierciedla wrażenia sensoryczne odbierane przez kursantów w rzeczywistym świecie. Ludzie i komputery nie mówią tym samym językiem, więc system VR (wirtualnej rzeczywistości) działa jako tłumacz lub pośrednik między nimi zapewniając zgodność wirtualnych obiektów i działania z rzeczywistością oraz z zadanymi ćwiczeniami. Dążymy do stanu, w którym technologia VR (witrtualnej rzeczywistości) nie będzie postrzegana przez kursantów, użytkownicy systemu zapomną o interfejsie i będą doświadczać sztuczną rzeczywistość tak, jakby była prawdziwa.
Na czym polega rewolucyjność wykorzystania wirtualnej rzeczywistości w procesie nauki pilotażu dronów?
Komunikacja między kursantami a systemem rzeczywistości wirtualnej odbywa się za pomocą urządzeń: gogli, nadajników RC, słuchawek. Powyższe urządzenia służą jako wejścia i/lub wyjścia systemu. W zależności od interakcji powyższe urządzenia konwertują ludzkie zachowania na sygnały cyfrowe lub sygnały cyfrowe na ludzkie doznania. To co jest wejściem, a co jest wyjściem systemu rzeczywistości wirtualnej zależy od tego, czy jest to definiowane z punktu widzenia systemu, czy człowieka. W tworzony systemie rzeczywistości wirtualnej przyjęto za dane wejściowe informacje przesyłane przez ucznia do systemu, zaś za dane wyjściowe informacje zwrotne przesyłane z powrotem z systemu do użytkownika. Powyższy cykl przesyłania informacji trwa nieprzerwanie tak długo, dopóki trwa ćwiczenie realizowane w systemie VR (wirtualnej rzeczywistości). Na rys. 1 przedstawiono ucznia i system rzeczywistości wirtualnej z podziałem na jego podstawowe elementy: blok wejścia, blok aplikacji, blok renderowania i blok wyjścia. Blok wejścia gromadzi dane od użytkownika: sygnały przesyłane przez nadajnik RC, informacje z akcelerometrów, żyroskopów, systemów wizyjnych umieszczonych w goglach dotyczące przemieszczań i orientacji zarówno głowy, jak i całego ludzkiego ciała. Blok aplikacji aktualizuje dynamiczną geometrię środowiska wirtualnego ćwiczenia, obsługuje interakcje użytkownika, symuluje fizykę, generuje komunikaty na ekranach gogli i monitorze komputera, generuje widoki dla instruktora kontrolującego i oceniającego w czasie rzeczywistym przebieg ćwiczenia, automatycznie kontroluje i ocenia przebieg ćwiczenia, przeprowadzą analizę wykonywanych ćwiczeń, itp. Blok renderowania przekształca sygnały przyjazne komputerowi w sygnały przyjazne dla użytkownika, które zapewniają iluzję rzeczywistości. Blok renderowania realizuje rendering wizualny, rendering słuchowy oraz w przyszłości rozbudowany zostanie o możliwość generowania renderingu haptycznego (zmysł dotyku). Blok wyjścia przesyła sygnały wygenerowane przez blok renderowania do urządzeń oddziaływujących na zmysły człowieka: wyświetlacze w gogle, monitory komputerów, słuchawki gogli itp.
VR (wirtualna rzeczywistość) jako nowatorski symulator strefy przelotu BSP
Sukces korzystania z technologii VR (wirtualnej rzeczywistości) opiera się na efekcie wzmocnienia zdolności instruktażowych systemu szkolenia VLOS oraz rozwoju umiejętności psychomotorycznych i poznawczych kursantów. VR (wirtualna rzeczywistość) dodaje precyzję w prowadzonych szkoleniach i pozwala na wizualizację obiektów znajdujących się w strefie przelotu BSP oraz zjawisk takich, jak np. zawirowania wiatru, interakcje pomiędzy osobą sterującą BSP i otaczającym BSP środowiskiem, które byłyby niemożliwe do pokazania w przypadku stosowanych dotychczas symulatorów. Dzięki VR (wirtualnej rzeczywistości) uczestnicy kursów będą wchodzić w interakcje z wirtualnym BSP i jego otoczeniem, co ułatwi przyswajanie i eksponowanie przyswajanej przez nich wiedzy. Dzięki powyższemu podejściu do procesu uczenia realizowane będzie w Virtaul Drone Training Labs uczenie VLOS skoncentrowane na uczniu.
Zastosowanie wirtualnych technologii zachęci kursantów do bycia aktywnymi, ponieważ VR (wirtualna rzeczywistość) promuje podejmowanie decyzji podczas interakcji z wciąż zmieniającym się wirtualnym środowiskiem ćwiczeń VLOS. Kursanci samodzielnie będą eksplorować wirtualne środowiska ćwiczeń, poznawać złożone koncepcje budowy, obsługi i pilotażu BSP, a przede wszystkim uczyć się przez doświadczenie.
Wirtualne scenariusze a szkolenie VLOS.
Bezpośrednie celowe doświadczenia stanowią najlepszą podstawę do zrozumienia, zgodnie ze stwierdzeniem Konfucjusza: „Słyszę i zapominam. Widzę i pamiętam. Robię i rozumiem”. Interakcja w czasie rzeczywistym umożliwi natychmiastową wizualizację wyników uczenia, dzięki którym zarówno instruktorzy, jak i kursanci będą mogli podejmować decyzje dotyczące zwiększenia wydajności uczenia się i zwiększenia poziomu umiejętności poznawczych. Opracowane przez zespół wirtualne ćwiczenia VLOS promują większe zaangażowanie kursantów dzięki wykorzystaniu wciągających scenariuszy lekcji, zmniejszeniu rozproszenia i tworzeniu pozytywnych postaw. Zanurzenie w wirtualnym świecie ćwiczenia zapewnia pierwszoosobowe wrażenia, dzięki którym kursanci staną się „bohaterami” realizowanych przez siebie zadań. Opracowano wirtualne scenariusze ćwiczeń o różnych poziomach interakcji i zanurzenia. Przeprowadzone do tej pory doświadczenia wskazują, że wirtualna rzeczywistość ma swoje miejsce w dziedzinie kształcenia i szkolenia VLOS.
