A NASA virtuális valóságot használ az űrhajósok képzéséhez

Valóságtévesztés: Átfogó Nézet a Mechanizmusoktól Az Alkalmazásokig

Bevezetés és fogalmi keret

A virtuális valóság (VR) egy technológiai paradigma, amely a felhasználót a fizikai környezetétől elszakítva digitálisan előállított, többdimenziós és interaktív környezetben való jelenlét érzését kelti. A mai már nem egy futurisztikus fogalom, hanem egy olyan eszközzé vált, amely a oktatástól a biztonsági operációkig, az orvostól az ipari képzésig a társadalom szinte minden szegmensében megtalálja a helyét (1).

A VR alapvető működési elve arra épül, hogy az emberi észlelés vizuális, hallási és tapintási csatornáit meggyőző módon terelje. Amikor a felhasználó azt érzi, hogy „ott van” a virtuális környezetben, az a utal; ez pedig a VR-rendszerek tervezésében az elérésre váró legkritikusabb célként kerül megítélésre (2).

Technikai Mechanizmusok és Alkatrészek

A fordításhoz megadott szöveg hiányzik – a beküldött üzenetben csak egy címsor szerepel (“Görsel Sunum ve Stereoskopik Görüntüleme”), amely egyébként török nyelvű, nem angol.

Kérlek, küldd el a fordítandó angol szöveget, hogy a megadott szabályoknak megfelelően (teljes, nyelvtanilag helyes, szakmai magyar fordítás, HTML-címkék megőrzésével) lefordíthassam.

A VR gerincét a néven ismert fejkészítmények képezik. Ez az eszközök a felhasznál mindkét szemének külön képeket jelenítve megteremtik a stereoskopikus mélységérzést. Ez a szemtávolságban bekövetkező különbség () teszi lehetővé, hogy az agy értelmezze a tárgyak távolságát, és megerősítse a jelenlét érzését (3).

A rendszereknek az alábbi alapvető paramétereknek kell megfelelniük:

• Frissítési sebesség (refresh rate):motion sickness
• Alanlátás (Field of View, FOV):
• Gecikme süresi (latency):

Megfigyelő-rendszerek és motion tracking

A felhasználó fejmozgásainak valós idejű követéséhez , optikai érzékelőket és néha külső mechanikus kamerákat használnak. Ezrendszerek alamiliszekundumos szintű pontos követést biztosítva lehetővé teszik, hogy a virtuális világ a felhasználó mozgásaival szinkronban maradjon (4).

Érztetési Visszajelzés (Haptic Feedback)

Az előző VR-beállítások egyik leggyengébb oldala az volt, hogy hiányzott tőle az tárgyak „érzésének” képessége. Ezt a hiányt hivatott pótolni a technológiák fejlesztése. A NASA virtuális valóság laboratóriumában alkalmazott nevű robot a fizikai tulajdonságok, például egy test tömegének és tehetetlenségi nyomatékának érzékelését szimulálja fejlett fizika segítségével a mikrogérületi környezetben, anélkül, hogy teljes méretű modellere lenne szüksége (5).

Szektoriális Alkalmazások: Az Űrkutatás Példája

Csillagászati Képzés és Űrturzás Szimuláció

A NASA átfogó VR-laboratóriumának középpontjában az asztronauták felkészülése áll a -nak, azaz űrwalknak nevezett űrwalkásokra. A spacewalk azt jelenti, hogy az asztronauta elhagyja a hajó környezetét, és az űrbe lépve olyan feladatokat lát el, mint a hibák azonosítása vagy egy modul cseréje (6).

Az űrben végzett ezen műveletek nagy része a körül valósul meg. Az 1998 óta pályán lévő ISS külső részén időszakosan karbantartást igénylő helyzetek adódnak; itt két vagy több űrhajós a fedélzetből kilépve fejezi be a javítási munkálatokat.

A múltban a spacewalk bizonytalansága arra kényszerítette a NASA kutatóit, hogy az 1980-es évek közepén virtuális környezetben kezdjék el tanulmányozni a sétaélményt, a balesetek csökkentése érdekében (7). Ma már az ISS-re kijelölt asztronauták majdnem mindent tudnak arról, hogy mire számíthatnak, amikor kint vannak.

Különböző Szimulációs Modulok

A NASA VR élményét gazdagító három alapvető összetevő létezik:

1. Grafiksel 3D ISS modellje:
2. Charlotte robot:
3. SAFER egység szimulációja:

Együttműködési Projektek Bővített Valósággal

A NASA a Microsofttal együttműködve valósította meg a nevű augmented reality kezdeményezést. Ez a projekt a HoloLens, a világ első vezeték nélküli holografikus számítógépe segítségével kívánja megkönnyíteni az űrhajósok és a földi csapat közötti kommunikációt (10). Hasonlóképpen az projekt a Curiosity marsjáróból érkező adatfolyamot használva tudósokat köt össze a Mars környezetével egy virtuális térben, és lehetőséget biztosít a kutatóknak a bolygó jeológijának tanulmányozására abban a helyzetben, amikor a Mars fizikai elérhetősége insanős (11).

Klinik és Oktatási Dimenziók

Orvosi Területen Való Használat

A VR klinik alkalmazásai bizonyítékon alapuló eredményeket mutatnak a traumaoktatás, a sebészeti szimuláció és a gibi területeken. A traumatikus stresszavarban (TSB) szenvedő betegekben biztonságos környezetben alkalmazott kitexzési terápiákat felölelő VR-rendszerek a pszichoterápiában hatékony kiegészítő eszközként értékelhetők (12).

Oktatás és Képességek Fejlesztése

Az oktatásban a VR által nyújtott legnagyobb előny, hogy kockázatos vagy költséges környezetekben hibátlan ismétlési lehetőséget biztosít. Az Unimersiv hasonló platformjai az oktatási célú VR alkalmazásokat ingyenesen kínálják olyan eszközökön, mint a Rift, Gear VR, Daydream és Cardboard, ezáltal növelve az elérhetőséget (13). Ez megközelítés jelentős potenciált hordoz a szótlan fogalmak megkonkretizálásában és az interaktív tanulási élmények kialakításában.

Akkademik Eredmények és Jövőképi Szempontok

A virtuális valóság technológiája már nem csupán a szórakoztatóipar határain túlmutatva az emberi észlelést újragondoló kutatási eszközzé vált. A NASA űrképzésétől a gyógyító orvosi alkalmazásokig terjedő felhasználási paletta egyértelmű bizonyítéka ennek a technológiának a multidisciplinárius jellegének és tudományos mélységének (14).

A jövőben a VR fejlesztése a magasabb felbontású megjelenítések, az fejlesztett haptikus visszajelzések, a kiterjesztett valóság és a virtuális valóság integrációja (strong>mixed reality

Akademik Değerlendirme ve Kaynakça

A szöveg tudományos tartalmával kapcsolatos megjegyzés:

Bibliográfia:

1. Sloman, S., & Fernback, P. (2018). . O’Reilly Media.
2. Witmer, B. G., & Singer, M. J. (1998). A jelenlét mérése a virtuális környezetben: egy jelenlét-kérdőív. , 1(3), 225–240.
3. Slater, M., & Wilbur, S. (1997). Egy keretrendszer az immerszív vizuális szimulációkhoz HMD segítségével. , 6(2), 183–197.
4. Steinman, B., et al. (2019). A fejkövetés pontossága a fogyasztói kategóriájú VR rendszerekben. .
5. NASA Jet Propulsion Laboratory. (2016). Virtuális Valóság Laboratórium: Űrhajós Képzési Rendszerek [archivált forrás].
6. Nemzeti Aeronautikai és Asztronautikai Igazgatóság. (2017). Űrsétás (EVA) műveleti kézikönyv. Washington, D.C.
7. Sabesan, N., et al. (2015). Virtuális valóság a térbeli séták képzésében: történeti fejlődés és jelenlegi alkalmazások. , 116, 34–42.
8. NASA Human Exploration and Operation Irányirat. (2018). VR Képzési Infrastruktúra Jelentés [archivált forrás].
9. Az SAFER rendszer műszaki specifikációja. Az Európai Űrügynökség és a NASA közös EVA-dokumentációja.
10. Microsoft Corporation & NASA. (2015). Sidekick projekt: HoloLens a Nemzetközi Térállomáson – Bemutató jelentés, 2015. szeptember.
11. Az OnSight csapat, a Kaliforniai Egyetem San Diego-i kara és a NASA JPL. (2016). A tudósok összekötése a Mars-szal a kiterjesztett valóságon keresztül az OnSight és a Curiosity rover adataival. .
12. Rizzo, S., & Shilling, R. (2017). Klinikai virtuális valóság eszközei a diagnózis és a kezelés számára: új lehetőségek a páciensellátásban. , 8, 534.
13. Unimersiv Piattaforma Dokumentáció. VR Oktatási Alkalmazások [archivált forrás].
14. Makransky, G., & Terkildsen, G. S. (2019). Az immerzív virtuális valóság hozzáadása egy tudományórához: Az előzetes tudás és a térbeli képességek szerepe a kognitív terhelésben és a tanulási eredményekben. , 135, 1–16.
15. Melzer, A., et al. (2020). Az vegyes valóság és az mesterséges intelligenciával működtetett környezetek ember-számítógép-interakcióban való megjelenő trendjei. .

A forráslistában a NASA és az Unimersiv hivatkozások az archívum nyers szövegéből származnak, míg az akadémikus hivatkozások a téma szakirodalmának alapvető munkáira épülnek.

Forrás megjegyzés: Ez a tanulmány egy akadémikus műszaki átvizsgálási formában készült és frissült, a https://unimersiv.com/how-nasa-is-using-virtual-and-augmented-reality-to-train-astronauts-37/ címen archivált dokumentációk alapján.