Например, уже ставший историей, eMagin z800 не позволял работать человеку, впервые его надевшему, более 5 минут. Обычно начиналось головокружение и другие неприятные состояния. Качество изображения также было не высоким, обучаемому приходилось тратить значительное время в попытках понять, что точно он видит.
Пример того, что видел пользователь.
Что изменилось сейчас? Очень многое. Заказчики требуют поддержку VR-шлемов, не для имиджа, а для реального учебного процесса. Последние разработки Oculusа и HTC Vive также начинают трудиться в учебных центрах. Можно сказать, что есть небольшая путаница с API, но и это уже не проблема, т.к. имеется масса примеров.
Сейчас немного о теоретических плюсах и возможностях VR
Виртуальная реальность модельная трехмерная (3D) окружающая среда, создаваемая компьютерными средствами и реалистично реагирующая на взаимодействие с пользователями, а система формирования виртуальной реальности это система, обеспечивающая генерацию модели реальности в соответствии с математической моделью этой реальности при помощи программных средств.
Суть заключается в том, что при подаче на основные органы восприятия пользователя (зрительные, слуховые, тактильные, обонятельные) программно управляемых воздействий, а также при обеспечении реалистичной реакции моделируемой среды на производимые действия, появляется эффект личного участия пользователя в наблюдаемой виртуальной среде.
Главное отличие систем виртуальной реальности от прочих технологий (видеоряд, 2D, 3D графика и проч.) состоит именно в том, что VR обеспечивает эффект личного присутствия и личного участия пользователя (т.е. пользователь не ощущает разницы между действиями в реальности и действиями, выполняемые в системе VR). Системы VR способны реализовать принципиально новый и очень эффективный способ передачи информации с глубокой, на уровне подсознания, степенью воздействия на пользователя.
Глубина закрепления информации в несколько раз превосходит традиционные способы. Это и другие качества систем VR имеют большую значимость при создании имитаторов.
Именно этого и ждут от VR.
Теперь практика.
1. Цель
Уточню, что рассматриваю применение VR только для обучения персонала. Иными словами нас интересует систематическое обучение, т.е. обеспечения усвоения определенной совокупности навыков, умений и процедур. Задачи обеспечить соответствие усваиваемых материалов или навыков требованиям предстоящей работы, эффективность учебного процесса, а также добиться того, чтобы усвоенные при обучении стереотипы были успешно перенесены на условия реальной работы.
2. Выбираем нужный контент
Уровень соответствия синтезируемого изображения и звука оригиналу является важным фактором, от которого зависит эффективность тренажера в целом. Работа реального оборудования редко бывает бесшумной. Очень часто звук несет в себе немало информации о работе оборудования или происходящих процессах. Изменение звуковой картины часто свидетельствует об аварии. Синтезируемое изображение какого-либо объекта, детали или процессов должно быть узнаваемо. Несоблюдение этих требований может привести к потере времени пользователя, в попытках понять, что он видит и слышит, что значительно снижает эффективность обучения.
Выбираем тренажер по выполнению штатных технологических операций и тренажер по действиям персонала в случае возникновения аварийной ситуации.
3. Выбираем железо
HTC Vive + дополнительные трекеры Vive Tracker +перчатки Noitom Hi5 VR Glove.
4. Ставим эксперимент в учебном центре. Группу обучаемых (разных возрастов) разделяем на две части. Первая проходит обучение сначала на ПК без VR, затем на VR-шлеме. Вторая часть группы соответственно наоборот.
5. Сравниваем эффективность обучения с использованием VR с классическим клавиатура/мышь.
Как сравниваем?
Количественное обоснование оценки эффективности использования имитаторов с точки зрения повышения качества обучения, вызывает значительные затруднения.
Большинство существующих исследований связывает эффективность электронных образовательных ресурсов (к которым относятся и имитаторы) с тем, сколько запоминает обучаемый (это можно легко измерить). Часто выделяются следующие характеристики:
- временные (время выполнения действия, операции, время реакции, время, затрачиваемое на исправление ошибки, и т.д.);
- скоростные (производительность труда, скорость реакции, движения и т.д. величины, обратные времени);
- точностные (величина ошибки в мерах физических величин (миллиметрах, углах и т.п.), количество ошибок, вероятность ошибки, вероятность точной реакции, действия и т.д.);
- информационные (объем заучиваемого материала, перерабатываемой информации, объем восприятия и т.д.).
Отмечаются и другие факторы, такие как развитие творческих способностей, профессиональной интуиции и т.д., но единое мнение об оценке этих факторов отсутствует, что и является причиной затруднений при определении количественной оценки. В вопросе эффективности восприятия и запоминания информации наблюдается большая схожесть взглядов. При увеличении популярности имитаторов можно ожидать появления исследований в области педагогики. Метод не совершенен, т.к. использует педагогические шкалы и матрицы компетенций, т. е. размерности не имеющие никакого экономического эквивалента или зависимости. Указываются и другие недостатки, такие как учет знаний/умений/навыков достигнутых в процессе обучения, т. е. перенесенные на условия обучения, а не на реальные условия работы специалиста и т. д. (Эффективность должна оцениваться как результат переноса навыков из учебных условий на условия реальной работы).
Другой подход Адекватность как мера эффективности, т. е. степень схожести реального и имитируемого при помощи имитатора объекта или процесса. Данный метод сфокусирован на вопросе насколько точно имитатор воспроизводит реальное оборудование и процессы, т. е. основным плюсом данного метода являются принятие во внимание следующего комплекса факторов, характеризующих имитаторкак средство обучения:
- уровень соответствия (подобия) синтезируемого изображения оригиналу;
- уровень соответствия синтезируемого звукового окружения оригиналу;
- уровень соответствия механизмов управления оригиналу;
- уровень соответствия механизмов воздействий среды (температура, давление и т.д.);
- адекватность и универсальность математической модели (поведения объектов) и т.д.
У данного метода существует достаточно интересная разновидность адекватность с точки зрения сенсорных процессов и восприятия, т. е. вопрос смещается с как точно имитируется оборудование и процессы? на вопрос насколько сильно различие в восприятии между обучением на имитаторе и обучением на реальном оборудовании?, т. е. акцент смещается с оборудования на обучаемого. Для оценки адекватности (или схожести) восприятия, на данный момент, необходимы дорогостоящие и сложные исследования, т. к. необходимо учитывать множество физиологических показателей:
- eye-трекинг (слежение за траекторией взгляда);
- изменение химии крови;
- регистрация электрической активности головного мозга и т. д.
В качестве основного недостатка метода является необходимость использования экспертного подхода в процессе задания весов факторов, а также границ факторов на этапе разработки требований к создаваемому тренажеру.
В целом данный метод представляет значительный интерес, но достаточно труднореализуем. Если материал будет интересен читателям обязательно напишу статью про нейроинтерфейс.
В результате был выбран новый подход оценки эффективности имитатора, отличительной особенностью которого является рассмотрение имитатора не только как техническое средство обучения, но и как инструмент (средства и методы) управления рисками. При такой постановке эффективность может быть определена как прогнозируемое снижение рисков (потерь) предприятия в результате обучения персонала на имитаторе. Таким образом эффективность может быть определена следующим отношением:
эффект от применения имитаторов прогнозируемое снижение рисков в зависимости от затрат
Effect = (A-B)/C, где
A- Ожидаемый риск (потери) с учетом текущего значения вероятности человеческого фактора (например рубли);
B- Ожидаемый риск (потери) с учетом уменьшения вероятности человеческого фактора (за счет использования тренажеров);
C- Затраты на создание (или покупку) и использование имитаторов в процессе подготовки персонала.
*вероятности рисков А и B содержат в себе промежуток (период) времени время эксперимента.
6. Подводим итоги (за эталон берем стандартный ПК без VR)
Фактор:
- временные (время выполнения действия, операции, время реакции, время, затрачиваемое на исправление ошибки, и т.д.) 140% (VR на 40% лучше)
- скоростные (производительность труда, скорость реакции,
движения и т.д. величины, обратные времени) 90% (VR на 10%
хуже);
- точностные (величина ошибки в мерах физических величин (миллиметрах, углах и т.п.), количество ошибок, вероятность ошибки, вероятность точной реакции, действия и т.д.) 120% (VR на 20% лучше)
- информационные (объем заучиваемого материала, перерабатываемой информации, объем восприятия 170% (VR на 70% лучше)
- прогнозируемое снижение рисков 140% (VR на 40% лучше)
Результаты показывают однозначную победу VR. Из минусов можно указать следующее несколько обучаемых, тем не менее, жаловались на головокружение и усталость (FPS не проседал) в процессе работы в шлеме, часть обучаемых отмечала незначительное головокружение и усталость после обучения.
