Internetowe laboratorium sterowania w sieci wirtualnej rzeczywistości stosowane w edukacji w zakresie inżynierii sterowania

Podsumowanie

To badanie opisuje internetowy system laboratoryjny wirtualnej rzeczywistości (VR) oparty na WebVR, który zapewnia użytkownikom wciągające i interaktywne możliwości eksperymentowania wspierane przez urządzenia VR. Proponowany system nie tylko pomaga zwiększyć realizm udziału użytkowników w eksperymentach online, ale ma również zastosowanie w szerokim zakresie ram laboratoriów online.

Streszczenie

Laboratoria online odgrywają ważną rolę w edukacji inżynierskiej. W niniejszej pracy omówiono system wirtualnego laboratorium oparty na WebVR. Użytkownik wchodzi do symulowanego środowiska laboratoryjnego za pośrednictwem urządzenia rzeczywistości wirtualnej (VR) i wchodzi w interakcję ze sprzętem eksperymentalnym, podobnie jak w przypadku praktycznych eksperymentów w laboratorium fizycznym. Ponadto proponowany system pozwala użytkownikom na projektowanie własnych algorytmów sterowania i obserwowanie skutków różnych parametrów kontrolnych w celu lepszego zrozumienia eksperymentu. Aby zilustrować cechy proponowanego wirtualnego laboratorium, w niniejszym artykule podano przykład, który jest eksperymentem na podwójnym systemie odwróconego wahadła. Wyniki eksperymentów pokazują, że proponowany system pozwala użytkownikom na przeprowadzanie eksperymentów w sposób immersyjny i interaktywny oraz zapewnia użytkownikom kompletny proces eksperymentalny od głównego projektu do eksperymentalnej operacji. Zapewniono również rozwiązanie, które pozwala przekształcić dowolne wirtualne laboratorium w wirtualne laboratorium oparte na WebVR do celów edukacyjnych i szkoleniowych.

Wprowadzenie

Wraz z rozwojem Internetu i popularnością urządzeń mobilnych, zapotrzebowanie na edukację online rośnie¹. W szczególności w okresach powszechnych epidemii tradycyjne instytucje edukacyjne często stają przed wyzwaniami związanymi z efektywnym prowadzeniem nauczania osobistego, co podkreśla znaczenie edukacji online jako ważnego podejścia pedagogicznego². Kursy teoretyczne są stosunkowo łatwe do przeniesienia na platformy internetowe. Można je przeprowadzić za pomocą narzędzi, takich jak oprogramowanie do zdalnych wideokonferencji i masowe otwarte kursy online (MOOC)³. Jednak kursy praktyczne stoją ....

Protokół

To badanie spełniło wytyczne Komitetu Etyki Badań Naukowych na Uniwersytecie w Wuhan i uzyskano świadomą zgodę na wszystkie dane eksperymentalne. W tym artykule omówiono etapy eksperymentalne dla systemu podwójnie odwróconego wahadła, a wszystkie kroki są wykonywane w NCSLab opartym na WebVR.

1. Dostęp do systemu NCSLab opartego na WebVR

1. Otwórz przeglądarkę internetową obsługującą WebVR. Wprowadź adres URL (Uniform Resource Locator) NCSLab opartego na WebVR, aby uzyskać dostęp do systemu.
2. Kliknij przycisk Rozpocznij eksperyment, aby zalogować się do systemu NCSLab. Jeśli logujesz się d....

Wyniki

Przedstawiony system eksperymentów VR umożliwia użytkownikom przeprowadzanie immersyjnych doświadczeń przy użyciu urządzeń VR, co zwiększa interakcję między użytkownikami a sprzętem eksperymentalnym. Co więcej, system opiera się na przeglądarce internetowej, co eliminuje konieczność konfigurowania środowisk lokalnych przez użytkowników. Taka konstrukcja zapewnia skalowalność systemu, sprawiając, że jest on odpowiedni do zastosowań na szeroką skalę oraz do celów szkoleniowych i edukacyjnych.

W .......

Dyskusja

Prezentowany protokół opisuje system wirtualnego laboratorium, który umożliwia użytkownikom przeprowadzanie eksperymentów VR online, ale wykorzystuje również tani kontroler PC²⁸, co sprzyja promocji aplikacji na dużą skalę. Użytkownicy mogą zdobyć wiedzę na temat całego procesu eksperymentalnego, od zasad i algorytmów po praktyczne operacje eksperymentalne. System ten pozwala użytkownikom zanurzyć się w eksperymentach, eliminując zależność od tradycyjnego wprowadzania danych za pomocą myszy i klaw.......

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
3DS Max	Profesjonalne oprogramowanie do modelowania, renderowania i animacji 3DS Max Autodesk 3ds Max umożliwia tworzenie rozległych światów i projektów premium. https://www.autodesk.com/ca-en/products/3ds-max/overview
			https://www.meta.com/it/quest/products/quest-2/
Unity	Unity Technologies		Unity to platforma do tworzenia i obsługi interaktywnych treści 3D w czasie rzeczywistym. Wszyscy twórcy, w tym twórcy gier, artyści, architekci, projektanci samochodów, film i telewizja, używają Unity, aby wcielać swoje pomysły w życie. Platforma Unity oferuje kompletny zestaw rozwiązań programowych do tworzenia, obsługi i realizacji dowolnych interaktywnych 2D w czasie rzeczywistym oraz treści 3D na telefonach komórkowych, tabletach, komputerach PC, konsolach do gier, urządzeniach rzeczywistości rozszerzonej i rzeczywistości wirtualnej. https://unity.com/cn

Meta Quest 2 Meta Platforms 10036728220341 Meta Quest 2 to samodzielny zestaw słuchawkowy do rzeczywistości wirtualnej, który umożliwia użytkownikom korzystanie z treści WebVR.