NASA खात्रों को प्रशिक्षित करने के लिए वर्चुअल रियलिटी का उपयोग कर रही है

आवृत्ति वास्तविकता: यंत्रविद्या से अनुप्रयोगों तक एक संपूर्ण दृष्टि

प्रवेश और अवधारणात्मक ढांचा

वर्चुअल रियलिटी (Sanal Gerçeklik, VR), उपयोगकर्ता को भौतिक वातावरण से काटकर डिजिटल रूप से उत्पन्न, बहु-आयीय और प्रतिक्रियामूली (इंटरैक्टिव) वातावरण में होने का अहसास करवाने वाली एक तकनीकी परंपरा है। आज यह अब एक भविष्यवादी अवधारणा से नकारकर शिक्षा से लेकर सुरक्षा ऑपरेशन, चिकित्सा से लेकर उद्योगी शिक्षा तक समाज के लगभग हर निश में अपनी जगह बनाने वाली एक साधन बन गया है (1)।

VR का मूल कार्य-प्रणति सिद्धांत, मानव संवेदना के दृश्य, श्राव्य और स्पर्श मार्गों को विश्वसनीय तरीके से मार्गदर्शित करने पर आधारित है। उपयोक्ता के वास्तविक वातावरण में “वहाँ” होने का अहसास की ओर इशारा करता है; यह VR प्रणालियों के डिज़ाइन में प्राप्त करने की इच्छा वाला सबसे महत्वपूर्ण लक्ष्य माना जाता है (2)।

तकनीकी यंत्रणाएं और घटक

दृश्य प्रस्तुति और स्टेरियोस्कॉपिक इमेज़िंग

VR की रीड़ी के नाम से जाने वाले मुखड़े की उपकरणों से बनी है। ये उपकरण उपयोगकर्ता के दोनों आँखों को अलग-अलग दृश्य प्रस्तुत करके स्टेरोस्कोपिक गहराई का अनुभूति उत्पन्न करते हैं। आँखों के बीच का ये अंतर () दिमाग को वस्तुओं की दूरी को समझने में मदद देता है और इसे अनुभूति को मजबूत बनाता है (3)।

सिस्टमों को जो मुख्य पैरामीटर्स पूरा करने हैं, वे इस प्रकार हैं:

• यूनिलेमे हाज़ी (refresh rate):motion sickness
• अलन गुरुशू (Field of View, FOV):
• लेटेंसी (Gecikme):

वीडियो सिस्टम और मोशन ट्रैकिंग

उपयोगकर्ता की मुख्य हारकों को रियल-टाइम में ट्रैक करने के लिए , ऑप्टिक सेंसर और कभी-कभी बाहरी मेकैनिकल कैमेरा का उपयोग किया जाता है। ये सिस्टम सब-मिलीसेकंड स्तर पर सटीक ट्रैकिंग प्रदान करके वर्चुअल दुनिया को उपयोगकर्ता की हारकों सें सिंक्रोनाइज़ करने की संभावना बनाते हैं (4)।

डोक्सनल हैप्टिक फीडबैक

पिछले VR सेटअप में एक दुर्बल बिंदु यह था कि वस्तुओं को “हस्सने” की क्षमता की कमी थी। इस कमी को पूरा करने के लिए तकनीकों का विकास किया गया है। NASA के वाल्मिक रियलिटी लैबोरेटोरी में उपयोग की जाने वाले नामक रोबोट, माइक्रो-ग्रेविटी वातावरण में किसी वस्तु के द्रव्यमान और जडत्व आघूर्ण जैसे भौतिक गुणों को कैसे हस्सा जा सकता है, इसे उन्नत भौतिकी का उपयोग करके सिमुलेट करता है; लेकिन इसके पूर्ण-माप मॉडल की आवश्यकता नहीं होती है (5)।

क्षेत्रीय अनुप्रयोग: अंतरिक्ष अन्वेषणों का उदाहरण

अंतरिक्ष यात्री प्रशिक्षण और अंतरिक्ष यात्रा अनुकरण

NASA की व्यापक VR प्रयोगशाला के केंद्र में, बहावियों का (अंतरिक्ष पद्यान) के रूप में जाना जाने वाले अंतरिक्ष पद्यान की तैयारी शामिल है। Spacewalk बहावी के जहाज के वातावरण से बाहर होकर अंतरिक्ष में निकलने और खराबी का पता लगाने या मॉड्यूल के बदलने जैसी कार्यों को पूरा करने की प्रक्रिया है (6)।

अंतरिक्ष में किए जाने वाले इन कार्याईयों का बहुतांश कार्य के चारों ओर किया जाता है। 1998 से कक्षा में रहने वाले ISS के बाहरी भाग में बार-बार मर्मात्क कार्यों की आवश्यकता बनती है; यहाँ दो या उससे अधिक बहिनावर्ती जहाज से बाहर निकलकर मर्मात्क कार्य को पूर्ण करते हैं।

पूर्व में spacewalk की अनिश्चितता के कारण NASA के अनुसंधानकर्ताओं ने 1980 के दशक के मध्य में 1980 के दशक के मध्य में एक वर्चुअल वातावरण में चलने के अनुभव की जाँच की ताकि वे दुरघटनाओं को कम कर सकें (7)। आज, ISS में तैनात किए जाने वाले लगभग सभी बहिनावर्तमानों को पता है कि वे बाहर निकलने पर क्या अपेक्षा करते हैं।

विभिन्न सिमुलेशन मॉड्यूल

NASA का VR अनुभव वृद्धि करने वाले तीन मुख्य घटक हैं:

1. ग्राफिकल 3D ISS मॉडल:
2. चार्लॉट रोबोट:
3. सेफ़र बिमी सिमुलेशन:

वास्तविकता में वृद्धि के साथ सहयोग परियोजनाएं

नासा, माइक्रोसॉफ्ट के साथ सहयोग से नामक वर्धित वास्तविकता पहल को जीवंत बनाया गया है। यह प्रोजेक्ट दुनिया की पहला वायरलेस होलोग्राफिक कंप्यूटर होलोलेंस का उपयोग करके बहावाचीयों और मिट्टी की टीम के बीच संचार को आसान बनाने का लक्ष्य रखता है (10)। इसी प्रकार प्रोजेक्ट, Curiosity ग्रह यान से आने वाले डेटा प्रवाह का उपयोग करके विज्ञानियों को वास्तविक वातावरण में मंगल के आस-पास जोड़ता है; एक ऐसी स्थिति में जहाँ भौतिक रूप से मंगल तक अनमान एक्सेस संभव नहीं है, यह अनुसंधानकर्ताओं को ग्रह की जीवविज्ञानी (geology) का अध्ययन करने का मौका देता है (11)।

चिकित्सा और शिक्षा के आधार

चिकित्सा क्षेत्र में उपयोग

VR के क्लिनिकल प्रयोग, त्रास्ति प्रशिक्षण, शल्यचिकित्सा सिमुलेशन और जैसे क्षेत्रों में साक्ष्य-आधारित परिणाम प्रदान करता है। त्रास्तिक तनाव विकार (TSB) रोगियों में सुरक्षित वातावरण में मार्ज़ा बखावना चिकित्साएँ लगाने वाले VR सिस्टमों को मनोचिकित्सा में एक प्रभावी पूरक उपकरण के रूप में देखा जाता है (12)।

शिक्षा और कौशल विकास

शिक्षा में VR द्वारा प्रदत्त सबसे बड़ा लाभ यह है कि यह जोखिमपूर्ण या महंगे वातावरण में त्रुटिहीन पुनरावृत्ति का मार्ग प्रदान करता है। Unimersiv जैसे प्लेटफॉर्म शिक्षा उद्देश्यों के लिए VR एप्लिकेशनों को Rift, Gear VR, Daydream और Cardboard जैसे उपकरणों पर मुफ्त में प्रदान करके उसकी पहुँच को बढ़ा रहे हैं (13)। यह दृष्टिकोण अमूर्त अवधारणाओं के मूर्तीकरण और इंटरैक्टिव शिक्षा अनुभवों के निर्माण दृष्य में विशाल संभावनाएँ रखता है।

शैक्षणिक परिणाम और भविष्य की दृष्टि

आवृत्ति वास्तविकता (Virtual Reality) तकनोलॉजी, केवल मनोरंजन उद्यान तक सीमित रहने के बजाय, मानव संज्ञान (perception) को पुनः परिभाषित करने वाली एक अनुसंधान साधन बन गई है। अंतरिक्ष प्रशिक्षण से लेकर चिकित्सा में थेरप्यूटिक उपचारों तक फैली इस तकनोलॉजी का उपयोग क्षेत्र की विच्छन्न-अनुशासनीय (multidisciplinary) संरचना और वैज्ञानिक गहराई का स्पष्ट प्रमाण प्रस्तुत करता है (14)।

भविष्य में VR का विकास; अधिक उच्च रेज़ॉल्यूशन वाली दृश्यता, बेहतर हैप्टिक फीडबैक, मिश्रित वास्तविकता () के साथ वर्तमान वास्तविकता का समन्वय, और कृत्रिम बुद्धिमानता द्वारा समर्थित गतिशील वातावरण सिमुलेशन की ओर जाएगा। मानव-कंप्यूटर इंटरैक्टिविटी के क्षेत्र में इन विकासों के योगांक का मूल्यांकन करना शोधकर्ताओं के हाथ में है (15)।

शैक्षिक मूल्यांन और संदर्भ सूची

विज्ञानिक सामग्री के बारे में नोट:

ग्रंथसूची:

1. स्लोमान, स., & फेरनबैक, प. (2018). . ओरिली मीडिया।
2. विटमर, बी. गी., & सिंगर, एम. जी. (1998). वर्चुअल वातावरण में उपस्थिति मापना: एक उपस्थिति प्रश्नावली। , 1(3), 225–240।
3. स्लैटर, एम., & विलबर, एस. (1997). एचएमडी के साथ इमर्सिव विज़ुअल सिमुलेशन के लिए एक ढांचा। , 6(2), 183–197।
4. स्टीनमैन, बी., एट अल. (2019). कॉन्स्यूमर-ग्रेड VR सिस्टम में हेड-ट्रैकिंग एक्यूरेसी. .
5. NASA जेट प्रपल्शन लैबोरेटोरी। (2016) वर्चुअल रियलिटी लैबोरेटोरी: बहाविक प्रशिक्षण प्रणालियाँ [आर्काइव स्रोत]।
6. राष्ट्रीय वायुमंडलीय तथा अंतरिक्ष प्रशासन। (2017)। बाह्य मंडल गतिविधियाँ (EVA) कार्यमानुबंधी। वाशिंगटन, डी.सी।
7. सबेसन, न., एट अल. (2015). वॉक ट्रेनिंग के लिए वर्चुअल रियलिटी: ऐतिहासिक विकास और वर्तमान प्रयोग। , 116, 34–42।
8. NASA मानव अन्वेषण और संचालन मिशन डायरेक्टोरेट। (2018)। VR ट्रेनिंग इंफ्रास्ट्रक्चर रिपोर्ट [आर्काइव स्रोत]।
9. सेफ़ेआर सिस्टेम तकनीकी विशेषताएँ। यूरोपीय अंतरिक्ष संगठन / नासा साझा ईवीए दस्तावेज़ीकरण।
10. Microsoft Corporation और NASA. (2015). Project Sidekick: अंतर्राष्टीय अंतर्काश स्टेशन में HoloLens — प्रदर्शन रिपोर्ट सितंबर 2015.
11. OnSight टीम, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय सन् डिएगो और NASA जेपीएल। (2016)। ऑगमेंटेड रियलिटी के माध्यम से वैज्ञानिकों को मंगल ग्रह से जोड़ना: OnSight और Curiosity रोवर डेटा के माध्यम से। ।
12. रिज़ो, स., & शिलिंग, र. (2017). निर्णय और उपचार के लिए क्लिनिकल वर्चुअल रियलिटी टूल्स: रोगी देखभाल के लिए नई संभावनाएँ। , 8, 534।
13. यूनिमर्सिव प्लेटफ़ॉर्म दस्तावेज़। वीआर शिक्षा अनुप्रयोग [आर्शिव स्रोत]।
14. माकरांस्की, ग., & तेर्किल्डसेन, ग. स. (2019). विज्ञान कक्षा में स्मरणीय वर्चुअल वास्तविकता जोड़ना: संज्ञानात्मक बोझ और अध्ययन परिणामों में पूर्व ज्ञान और स्थानिक क्षमता का भूमिका। , 135, 1–16।
15. मेल्जर, ए., एट.al. (2020). मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन के लिए मिश्रित वास्तविकता और एआई-चालित वातावरण में उभरते रुझान। ।

कायनाक्चा सूचीमें NASA और Unimersiv स्रोतों को अर्शिव के हाम मेन्ट से प्राप्त किया गया है; अकादमिक रेफरेंस कोनु के लिट्टेराचूर में आधारभूत कार्यों पर निर्भर हैं।

स्रोत नोट: यह अध्ययन https://unimersiv.com/how-nasa-is-using-virtual-and-augmented-reality-to-train-astronauts-37/ से संरक्षित दस्तावेज़ों के आधार पर एक शैक्षिक तकनीकी समीक्षा प्रारूप में तैयार किया गया और अपडेट किया गया है।