Method Article

تقييم أداء الطيران وأنماط حركة العين باستخدام محاكي طيران الواقع الافتراضي

DOI:

10.3791/65170

⸱

May 19th, 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Psychology Department, School of Social Sciences, Tsinghua University, 2Faculty of Psychology, Beijing Normal University, 3National Key Laboratory of Human Factors Engineering, the China Astronaut Research and Training Center, 4Department of Military Medical Psychology, Air Force Medical University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم بناء جهاز محاكاة طيران جديد للواقع الافتراضي ، والذي يتيح تقييما فعالا ومنخفض التكلفة لأداء الطيران وأنماط حركة العين. كما يوفر أداة بحث عالية الإمكانات لبيئة العمل وغيرها من البحوث.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أصبح تقييم الأداء الفعال والاقتصادي للطيارين أمرا بالغ الأهمية لصناعة الطيران. مع تطور الواقع الافتراضي (VR) والجمع بين تقنية تتبع العين ، أصبحت الحلول لتلبية هذه الاحتياجات حقيقة واقعة. استكشفت الدراسات السابقة أجهزة محاكاة الطيران القائمة على الواقع الافتراضي ، مع التركيز بشكل أساسي على التحقق من صحة التكنولوجيا والتدريب على الطيران. طورت الدراسة الحالية جهاز محاكاة طيران VR جديدا لتقييم أداء طيران الطيارين بناء على حركة العين ومؤشرات الطيران في مشهد غامر 3D. خلال التجربة ، تم تجنيد 46 مشاركا: 23 طيارا محترفا و 23 طالبا جامعيا بدون خبرة طيران. أظهرت نتائج التجربة اختلافات كبيرة في أداء الطيران بين المشاركين الذين لديهم خبرة طيران وبدونها ، حيث كان الأول أعلى من الأخير. في المقابل ، أظهر أولئك الذين لديهم خبرة في الطيران أنماطا أكثر تنظيما وكفاءة لحركة العين. توضح نتائج تمايز أداء الطيران هذه صلاحية جهاز محاكاة الطيران VR الحالي كطريقة لتقييم أداء الطيران. توفر أنماط حركة العين المختلفة مع تجربة الطيران الأساس لاختيار الرحلة المستقبلية. ومع ذلك ، فإن جهاز محاكاة الطيران القائم على الواقع الافتراضي به أوجه قصور مثل ردود الفعل على الحركة مقارنة بأجهزة محاكاة الطيران التقليدية. منصة محاكاة الطيران هذه مرنة للغاية باستثناء التكلفة المنخفضة الواضحة. يمكن أن يلبي الاحتياجات المتنوعة للباحثين (على سبيل المثال ، قياس الوعي بالموقف ، ومرض الواقع الافتراضي ، وعبء العمل عن طريق إضافة المقاييس ذات الصلة).

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تصنف الوكالة الأوروبية لسلامة الطيران (2012) أجهزة محاكاة الطيران على أنها مرافق تدريب ، ومدربين لبرنامج الطيران والملاحة ، ومعدات تدريب على الطيران ، وأجهزة محاكاة طيران كاملة1. حتى الآن ، تتوفر مجموعة من أجهزة محاكاة الطيران للتدريب ، من أنظمة الطاولة منخفضة المستوى إلى أجهزة محاكاة الطيران الكاملة القائمة على الحركة المعقدةللغاية 2. يتضمن جهاز المحاكاة التقليدي نموذج ديناميكيات الطيران ، ومحاكاة النظام ، وقمرة قيادة الأجهزة ، والتصور الخارجي ، ومحاكاة الحركةالاختيارية 3.

تتمتع أجهزة محاكاة الطيران التقليدية هذه ببعض المزايا كمعدات تدريب طيران فعالة. ومع ذلك ، فإن تكل....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت الموافقة على جميع الطرق الموضحة هنا من قبل مجلس المراجعة المؤسسية (IRB) بجامعة تسينغهوا ، وتم الحصول على موافقة مستنيرة من جميع المشاركين. بعد الانتهاء ، تم دفع 12 دولارا لجميع المشاركين (أو هدية متساوية القيمة).

1. اختيار المشاركين

  1. قم بتجنيد المشاركين وفقا لدراسة سابقة لتحليل الطاقة باستخدام برنامج G * Power35 (انظر جدول المواد) للتأكد من أن عدد المشاركين يلبي حجم العينة المتوقع الذي قدمته G * Power ، والذي يساوي 21.
    ملاحظة: يشير حجم العينة المتوقع الذي قدمته G * Power إلى العدد المقدر للمشاركين المطلوبين في الدراسة لتحقيق المستوى المطلوب من القوة الإحصائية بناء على....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بالنسبة للتجربة الحالية ، تم اختيار 23 خبيرا من ذوي الخبرة في الطيران و 23 مبتدئا بدون خبرة طيران. تراوحت أعمار المشاركين بين 25 و 58 عاما (الخبراء: M = 32.52 عاما ، SD = 7.28 عاما ؛ المبتدئون: M = 29.57 عاما ، SD = 5.74 عاما). كان جنس جميع المشاركين من الذكور. تم تجنيد جميع المبتدئين من جامعة تسينغهوا (الطلاب أو أعضاء هيئة التدريس) ، وكان جميع الخبراء من الخطوط الجوية الصينية الشرقية.

حركة العين
لا يتم توزيع بيانات حركة العين للأداة AOIs.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

قيمت الدراسة الحالية ما إذا كان المشاركون الذين لديهم خبرة طيران لديهم أداء طيران أفضل من أولئك الذين ليس لديهم خبرة طيران في جهاز محاكاة طيران قائم على الواقع الافتراضي. والأهم من ذلك ، أنه قام بتقييم ما إذا كان يمكن العثور على نمط حركة عين أكثر تحسينا في هؤلاء المشاركين مع أداء طيران أفضل. النتائج لها فروق ذات دلالة إحصائية بين المشاركين الذين لديهم خبرة طيران أو بدونها في ثلاثة مؤشرات طيران رئيسية ل QAR : زاوية الميل 1 ثانية قبل الهبوط ، ومتوسط المسافة إلى الخط المرجعي ، والانحراف المعياري للمسافة إلى الخط المرجعي (

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ولم يعلن أصحاب البلاغ عن أي إقرار مالي أو تضارب في المصالح.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويعرب المؤلفون عن امتنانهم الشديد للسيد لي يان لمساعدته في تجنيد المشاركين الطيارين ويعترفون بالسيدة بو لينغيون لعملها في رسم الصور. تم دعم البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم المنحة T2192931 ، 72071185) ، ومشروع الدماغ الوطني (رقم المنحة STI2030 - المشاريع الكبرى 2022ZD0208500) ، ومشروع المختبر الوطني الرئيسي لهندسة العوامل البشرية (رقم المنحة SYFD062003) ، ومشروع المختبر الوطني الرئيسي لهندسة العوامل البشرية (رقم المنحة 6142222210201) ، وعام 2022 المشاريع الرئيسية لمنحة البحوث اللوجستية العسكرية والمشروع الرئيسي لمعدات القوات الجوية الشاملة البحث (رقم المنحة KJ2022A000415).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
محرك 3D SDKEpic GamesUnreal Engine 4
GameAnalytics Unreal SDK		هذه هي أداة تحليلات مجانية قوية ومرنة مصممة للألعاب.
وحدة المعالجة المركزيةIntelIntelCore i9واحدة من أقوى وحدات المعالجة المركزية في السوق السائدة.
SDK لتتبع العينTobiiTobii Tobii XR SDKتوفر حزمة تطوير البرامج (SDK) هذه وصولا غير محدد للجهاز إلى بيانات تتبع العين للسماح بتطوير سماعات الرأس من العديد من بائعي الأجهزة المختلفين ولا تقتصر على الأجهزة التي تستخدم أجهزة Tobii Eye Tracking.
برنامج تتبعالعين تم تطويره من قبل فريقبرنامج يتتبع حركة عيون الشخص أثناء استخدامه HMD للواقع الافتراضي.
برنامج FlySimulatorتم تطويره من قبل فريقبرنامج يحاكي تجارب الطيران في بيئة افتراضية ، باستخدام VR HMD ووحدات التحكم المحمولة.
بطاقة الرسوماتNVIDIAGeForce RTX 3090
10496 NVIDIA CUDA Cores
1.70 جيجاهرتز Boost Clock   
24 جيجابايت حجم الذاكرة
نوع ذاكرة GDDR6X		واحدة من أقوى بطاقات الرسومات في السوق السائدة.
نظام التشغيل (OS)مايكروسوفتويندوز إكسنظام تشغيل (OS) تم تطويره وتوزيعه حصريا بواسطة Microsoft Corporation
لوحة تحكم النسخة المتماثلةTHRUSTMASTER2960720 2971004 2962072 2960748 2960769القوات الجوية الأمريكية طائرة هجومية A-10C HOTAS
طبق الأصل عصا التحكمTHRUSTMASTER2960720القوات الجوية الأمريكية طائرة هجومية A-10C دواسة
HOTAS ReplicaTHRUSTMASTERTPR الدفة المعلقة
نسخة طبق الأصل خنقTHRUSTMASTERهجومية تابعة للقوات الجوية الأمريكية A-10C شاشة HOTAS
متصلة بجهاز RedmiRMMNT27NF ، 27 بوصة ، نسبة دقة 1920 × 1080تسمح الشاشة للمجرب بعرض ما يحدث في برنامج تسجيل شاشة VR HMD
OBS ProjectOBS Studio الإصدار 28.0برنامج مجاني ومفتوح المصدر لتسجيل الفيديو والبث
المباشر برنامج تحليل الطاقة الإحصائيةالمصدرG * power الإصدار 3.1.9.6أداة مجانية وسهلة الاستخدام لتقدير القوة الإحصائية وحجم العينة.
البرنامج الإحصائيIBMSPSS الإصدار 24.0منصة برمجيات إحصائية قوية
أداة إحصائية متعددة الاستخداماتبرنامج GraphPadGraphPad Prism الإصدار 9.4.0أداة إحصائية متعددة الاستخدامات مصممة خصيصا للعلماء وليس الإحصائيين
متجر تطبيقاتVR HTC CorporationVIVE Software 2.0.17.6 / 2.1.17.6متجر تطبيقات للواقع الافتراضي حيث يمكن للعملاء استكشاف المحتوى الذي يحبونه ويحتاجون إليه وإنشائه والاتصال به وتجربته.
شاشة VR مثبتة على الرأس (HMD)HTC CorporationVIVE Pro Eyeسماعة رأس VR مزودة بتتبع دقيق للعين
برنامج VRSteamSteam VR الإصدار 1.23أداة لتجربة محتوى الواقع الافتراضي على الجهاز
البحث البحث بي طائرة مفتوح

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Oberhauser, M., Dreyer, D., Braunstingl, R., Koglbauer, I. What's real about virtual reality flight simulation. Aviation Psychology and Applied Human Factors. 8 (1), 22-34 (2018).
  2. Oberhauser, M., Dreyer, D. A virtual reality flight simulator for h....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Virtual Reality Flight SimulatorEye Movement PatternsFlight Performance EvaluationPilot AssessmentEye Tracking TechnologyFlight Experience Comparison3D Immersive SimulationFlight Control ModuleSituation Awareness MeasurementVR Sickness Assessment

Related Articles