Method Article

הערכת היבטי שימושיות של פתרון מציאות משולבת לניתוח מקיף בתרחישי תעשייה 4.0

DOI:

10.3791/61349

⸱

October 6th, 2020

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Databases and Information Systems, Ulm University, 2Department for Psychotherapy and Biopsychosocial Health, Danube University Krems, 3Department of Psychiatry and Psychotherapy, University of Regensburg, 4Faculty of Computer Science, Otto von Guericke University Magdeburg, 5Department of Pediatrics and Adolescent Medicine, Medical University of Vienna, 6Department of Child and Adolescent Psychiatry, Medical University of Vienna, 7Institute of Clinical Epidemiology and Biometry, University of Würzburg

In This Article

Summary

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

פרוטוקול זה מתאר את ההגדרה הטכנית של יישום מציאות משולבת מפותח המשמש לניתוח סוחף. על בסיס זה מוצגים מדדים, אשר שימשו במחקר כדי לקבל תובנות לגבי היבטי שימושיות של הפתרון הטכני שפותח.

Abstract

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

ברפואה או בתעשייה, ניתוח של מערכי נתונים במימדים גבוהים נדרש יותר ויותר. עם זאת, פתרונות טכניים זמינים הם לעתים קרובות מורכבים לשימוש. לכן, גישות חדשות כמו ניתוח אימרסיבי יתקבלו בברכה. ניתוח מקיף מבטיח לחוות ערכות נתונים בממדים גבוהים בצורה נוחה עבור קבוצות משתמשים וערכות נתונים שונות. מבחינה טכנית, התקני מציאות מדומה משמשים כדי לאפשר ניתוח סוחף. בתעשייה 4.0, לדוגמה, תרחישים כמו זיהוי חריגים או חריגות בערכות נתונים רב-ממדיות הם מטרות של ניתוח אימרסיבי. בהקשר זה, יש להתייחס לשתי שאלות חשובות עבור כל פתרון טכני מפותח בנושא ניתוח אימרסיבי: ראשית, האם הפתרונות הטכניים מועילים או לא? שנית, האם החוויה הגופנית של הפתרון הטכני חיובית או שלילית? השאלה הראשונה מכוונת להיתכנות הכללית של פתרון טכני, ואילו השנייה מכוונת לנוחות הלבישה. מחקרים ופרוטוקולים קיימים, העוסקים באופן שיטתי בשאלות אלה הם עדיין נדירים. בעבודה זו מוצג פרוטוקול מחקר, החוקר בעיקר את השימושיות לניתוח אימרסיבי בתרחישי תעשייה 4.0. באופן ספציפי, הפרוטוקול מבוסס על ארבעה עמודי תווך. ראשית, הוא מסווג משתמשים על סמך חוויות קודמות. שנית, מוצגות משימות, אשר ניתן להשתמש בהן כדי להעריך את הכדאיות של הפתרון הטכני. שלישית, מוצגים מדדים, המכמתים את אפקט הלמידה של המשתמש. רביעית, שאלון מעריך את רמת הלחץ בעת ביצוע משימות. בהתבסס על עמודים אלה, יושמה הגדרה טכנית המשתמשת במשקפי מציאות משולבת חכמים כדי ליישם את פרוטוקול המחקר. תוצאות המחקר שנערך מראות את תחולת הפרוטוקול מצד אחד ואת ההיתכנות של ניתוח אימרסיבי בתרחישי תעשייה 4.0 מצד שני. הפרוטוקול המוצג כולל דיון במגבלות שהתגלו.

Introduction

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

פתרונות מציאות מדומה (פתרונות VR) חשובים יותר ויותר בתחומים שונים. לעתים קרובות, עם פתרונות VR (כולל מציאות מדומה, מציאות משולבת ומציאות רבודה), הביצוע של משימות ונהלים יומיומיים רבים יוקל יותר. לדוגמה, בתחום הרכב, הליך התצורה של מכונית יכול להיות נתמך על ידי שימוש במציאות מדומה1 (VR). חוקרים ואנשי מקצוע חקרו ופיתחו מספר רב של גישות ופתרונות בהקשר זה. עם זאת, מחקרים החוקרים היבטי שימושיות הם עדיין נדירים. ככלל, יש לבחון את ההיבטים לאור שתי שאלות מרכזיות. ראשית, יש להעריך האם פתרון VR אכן עולה בביצועיו על גישה שאינה עושה שימוש בטכניקות VR. שנית, מכיוון שפתרונות VR מסתמכים בעיקר על התקני חומרה כבדים ומורכבים, יש לחקור לעומק פרמטרים כמו נוחות השחי....

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

Protocol

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

כל החומרים והשיטות אושרו על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת אולם, ובוצעו בהתאם להנחיות שאושרו. כל המשתתפים נתנו את הסכמתם מדעת בכתב.

1. יצירת סביבת לימוד מתאימה

הערה: המחקר נערך בסביבה מבוקרת כדי להתמודד עם הגדרת החומרה המורכבת. משקפי המציאות המשולבת המשומשים (ראו טבלת חומרים) והמחשב הנייד עבור היישום הדו-ממדי הוסברו למשתתפי המחקר.

  1. בדוק את הפתרון הטכני לפני כל משתתף; הגדר במצב ברירת מחדל. הכינו את השאלונים והניחו ליד משתתף.
  2. תן למשתתפים לפתור משימות ממקרי השימוש זיהוי חריג וזיהוי אשכולות בהפעלה אחת (כלומר, הזמן הממוצע היה 43 דקות).
  3. התחל את המחקר על ידי קבלת פני המשתתפים....

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

Results

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

הגדרת אמצעים לניסוי
עבור משימת הזיהוי החריגה, הוגדרו מדדי הביצועים הבאים: זמן, נתיב וזווית. ראו איור 6 למדידות המדידות.

הזמן נרשם עד שנמצאה נקודה מסומנת באדום (כלומר, החריגה). מדד ביצועים זה מציין כמה זמן נדרש למשתתף כדי למצוא את הנקודה המסומנת באדום. הזמן מסומן כמשתנה "זמן" (באלפיות השנייה) בתוצאות.

בזמן שהמשתתפים ניסו למצוא את הנקודה המסומנת באדום, נקבע אורך מסלול ההליכה שלהם. הבסיס לחישוב זה היה שהמשקפיים החכמים ה.......

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

Discussion

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

בנוגע ליישום המשקפיים החכמים שפותחו במציאות משולבת (ראו טבלת חומרים), שני היבטים היו מועילים במיוחד. השימוש בצלילים מרחביים למשימת הזיהוי של החריג נתפס באופן חיובי מצד אחד (ראו תוצאות RQ3). מצד שני, גם השימוש בפקודות קוליות נתפס באופן חיובי (ראו איור 10).

לגבי משתתפי המחקר, למרות שמספר המשתתפים שגויסו היה קטן למדי עבור מחקר אמפירי, המספר תחרותי בהשוואה לעבודות רבות אחרות. עם זאת, מתוכנן מחקר בקנה מידה גדול יותר על בסיס הפרוטוקול המוצג. עם זאת, מכי.......

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

Disclosures

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

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

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

למחברים אין מה להודות.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
edaMovemovisens
HoloLensMicrosoft
Matlab R2017aMathWorks
RPY2GNU General Public License v2 (GPLv2+) (GPLv2+)https://pypi.org/project/rpy2/
SPSS 25.0IBM

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Korinth, M., Sommer-Dittrich, T., Reichert, M., Pryss, R. Design and Evaluation of a Virtual Reality-Based Car Configuration Concept. Science and Information Conference. , Springer, Cham. 169-189 (2019).
  2. Whalen, T. E., Noël, S., Stewart, J. Measuring the human side of virtual reality. IEEE International Sy....

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

Mixed Reality Smart GlassesImmersive AnalyticsIndustry 4 0 ScenariosUsability Evaluation ProtocolOutlier Detection TaskCluster Recognition SkillSpatial Sound AbilityMental Rotation TestState Trait Anxiety InventorySkin Conductance Measurement

Related Articles