Sanal Gerçeklik Uçuş Simülatörü Kullanarak Uçuş Performansını ve Göz Hareketi Örüntülerini Değerlendirme
19 Mayıs 2023
Uçuş performansının ve göz hareketi modellerinin verimli ve düşük maliyetli bir şekilde değerlendirilmesini sağlayan yeni bir sanal gerçeklik uçuş simülatörü inşa edildi. Ayrıca ergonomi ve diğer araştırmalar için yüksek potansiyelli bir araştırma aracı sağlar.
Mevcut çalışma, 3D sürükleyici bir senaryoda göz hareketi ve uçuş sanatçıları göstergelerine dayalı olarak pilot sanatçıları değerlendirmek için yeni bir VR uçuş simülatörü geliştirdi. Uçuş simülatörü platformu, düşük maliyete ek olarak oldukça esnektir. Araştırmacıların farklı ihtiyaçlarını karşılayabilir.
Yöntem, pilotlara ek olarak belirli astronotlara da uygulanabilir. Uçuş simülatörünü kurarak başlayın. Kısma kontrol panelini birleştirin ve bunları tek bir birim olarak ele alın.
Gaz kelebeğini, joystick'i ve pedalı USB üzerinden uçuş simülatörü PC modülüne bağlayın. Ardından, başa takılan ekranı veya HMD'yi bir bağlantı kutusu aracılığıyla uçuş simülatörü PC modülüne bağlayarak. Baz istasyonlarını ve sanal gerçeklik veya VR kontrol cihazlarını VR yazılımı aracılığıyla HMD'ye bağlayın PC.To VR için yalnızca ayakta oynatma alanını ayarlayın, HMD'nin açık ve bilgisayara bağlı olduğundan emin olun.
Baz istasyonunu çapraz olarak yerleştirin, böylece HMD, sabit tutarken her zaman baz istasyonu izleme menzili içinde olabilir ve istikrarlı bir VR ortamı sağlar. Ardından, bilgisayardaki VR yazılımı tarafından sağlanan istemlere göre yalnızca ayakta duran bir oyun alanı oluşturun. Ayarlanmış uçuş kontrol modülünü ve geniş ekranı VR HMD ile aynı bilgisayara bağlayın.
Trafik düzenini ve haritasını açıklayarak ve katılımcılara VR uçuş simülatörünün nasıl kullanılacağı konusunda talimat vererek katılımcılara görev ve simülatör çalışmasını tanıtın. Her katılımcıya bir VR HMD takın, göz hareketlerini kalibre edin ve cihaz yüksekliğini, göz bebekleri arası mesafeyi ve bakış noktasını ayarlayın. Ardından, ekran kayıt yazılımını açın ve uçuş eğitimi için sinek simülatörünü başlatın.
Katılımcılara, uçuş referans çizgisine mümkün olduğunca yakın yönlendirmek için uçuş pedallarını, joysticklerini ve gaz kelebeğini nasıl kullanacakları konusunda talimat verin. Tamamlandığında, uçuş gazını ve motor değiştirme düğmelerini sıfırlayın. Ardından kaydı durdurun.
Resmi uçuş deneyleri yapmak için, katılımcılar için VR HMD'yi takın ve ekranı kaydetmeye başlamak için OBS stüdyosunu başlatın. Cihazın AOI'lerinin göz hareketi verileri, hava hızı, dikey hız, irtifa ve motor devri göstergeleri, uzmanların hava hızı göstergesi, irtifa göstergesi, dikey hız göstergesi ve tutum göstergesindeki ortalama değer etrafında göz hareketi verilerinin daha eşit bir dağılımına sahip olduğunu gösterdi. Uzmanların uçuş performansı verileri, acemilere kıyasla çoğunlukla toplam uçuş süresi, referans çizgisine olan ortalama mesafe, inişten bir saniye önceki eğim açısı ve referans çizgisine olan mesafenin standart sapması açısından ortalama değer etrafında toplandı.
Her katılımcının göz anlarını kalibre edin ve cihaz yüksekliğini, göz bebekleri arası mesafeyi ve bakış noktasını buna göre ayarlayın.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu çalışma, 3D sürükleyici bir ortamda göz hareketleri ve uçuş göstergeleri aracılığıyla pilot performansını değerlendirmek için tasarlanmış yeni bir sanal gerçeklik uçuş simülatörünü sunmaktadır. Simülatör, çeşitli araştırma ihtiyaçlarına cevap veren, maliyet etkin ve uyarlanabilir bir yapıdadır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- İnsan Faktörleri
- Sanal Gerçeklik Teknolojisi
Arka Plan
- Mevcut uçuş simülatörleri pahalı ve esnek olmayan yapılarda olabilir.
- Göz hareket modelleri, pilot performansının değerlendirilmesi açısından kritik öneme sahiptir.
- Sanal gerçeklik, eğitimi ve değerlendirmeyi geliştirebilecek sürükleyici deneyimler sunar.
- Bu çalışma, geleneksel simülatörlerin sınırlamalarını gidermeyi amaçlamaktadır.
Çalışmanın Amacı
- Düşük maliyetli bir VR uçuş simülatörü geliştirmek.
- Göz hareketleri ve uçuş göstergelerine dayanarak pilot performansını değerlendirmek.
- Çeşitli alanlardaki araştırmacılar için çok yönlü bir araç sunmak.
Kullanılan Yöntemler
- Bir VR uçuş simülatörü platformunun geliştirilmesi.
- Göz izleme teknolojisinin entegrasyonu.
- Testler için 3D sürükleyici bir senaryonun uygulanması.
- Farklı araştırma gereksinimlerine uyum sağlama esnekliği.
Temel Sonuçlar
- Simülatör, pilot performansını etkili bir şekilde değerlendirmektedir.
- Göz hareketleri verileri, uçuş davranışına dair içgörüler sunmaktadır.
- Araştırma uygulamaları için maliyet etkin bir çözüm.
- Astronot seçim süreçlerinde kullanım potansiyeli.
Sonuçlar
- VR uçuş simülatörü, değerli bir araştırma aracıdır.
- Pilot eğitimi ve değerlendirmesindeki çeşitli ihtiyaçları karşılamaktadır.
- Gelecekteki uygulamalar, havacılık dışındaki diğer alanlara da genişleyebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Endüstriyel Uygulama ve Önem
Entegre göz izleme sistemine sahip VR tabanlı simülatörler kullanılarak operatör performansının kantitatif değerlendirmesi, yüksek riskli seçme ve eğitim iş akışları için ölçeklenebilir ve maliyet etkin çözümler sunar. Uzmanlığı objektif uçuş ve bakış metrikleri aracılığıyla ayırt edebilme yeteneği, aday değerlendirme ve protokol optimizasyonundaki öngörülebilir güveni destekler. Bu yaklaşım, yetenek seçimi ve operasyonel hazırlık süreçlerindeki kritik kırılma noktalarında veri odaklı karar vermeyi mümkün kılar.
Biyofarma Ar-Ge'de Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Karmaşık simüle edilmiş ortamlarda bilişsel ve motor performansın hipotez odaklı değerlendirmesini destekler.
- Davranışsal çıktıları fizyolojik veya nörolojik verilerle ilişkilendirerek mekanistik risk azaltımını sağlar.
- Uzmanlığın objektif bir şekilde ayırt edilmesini kolaylaştırarak translasyonel araştırma modelleri için seçim kriterlerini bilgilendirir.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- İnsan faktörleri araştırmalarında operatöre bağlı değişkenlerin değerlendirilmesi için standartlaştırılmış, tekrarlanabilir platformlar sağlar.
- İleri analizler ve kıyaslamalar (benchmarking) için uygun olan nicel göz hareketi ve performans verileri üretir.
- Biyofarma cihazı kullanılabilirlik çalışmalarıyla ilgili bilişsel veya psikomotor özellikler açısından aday popülasyonların ölçeklenebilir şekilde taranmasına olanak tanır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Davranışsal metrikleri temel nörobilişsel süreçlerle ilişkilendirerek translasyonel biyobelirteç stratejileriyle uyum sağlar.
- İnsan-makine arayüzü araştırmalarında, erken keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar olan sürekliliği destekler.
- Öngörücü ve kantitatif son noktalar sağlayarak, aday teknolojilerin geliştirilmesindeki riskleri azaltır.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu VR tabanlı değerlendirme platformu, erken keşif ve tarama aşamalarına uygun olup hem hipotez testlerini hem de translasyonel araştırmalar ve cihaz geliştirme için operatör performansının nicel değerlendirmesini desteklemektedir.
- Keşif Biyolojisi: Sürükleyici ve tekrarlanabilir ortamlarda bilişsel ve davranışsal hipotezlerin kontrollü test edilmesini sağlar.
- Tarama: Popülasyonlar arası karşılaştırma ve aday belirleme için standardize edilmiş, kantitatif çıktılar sunar.
- Analitik: İstatistiksel analiz ve karar desteği için yüksek çözünürlüklü göz hareketi ve performans verileri sağlar.
- Translasyonel Araştırma: Davranışsal çıktıları fonksiyonel uç noktalarla ilişkilendirerek keşif ve preklinik doğrulama arasında köprü kurar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Çeşitli araştırma ve geliştirme ihtiyaçlarına uyarlanabilen, esnek ve düşük maliyetli bir platform sunar.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Operatör seçimi ve protokol optimizasyonunda öngörü güvenini artırır.
- Operasyonel Değer: İnsan performansı değerlendirmelerinin standardizasyonunu, tekrarlanabilirliğini ve ölçeklenebilirliğini geliştirir.
- Stratejik Değer: Karar verme süreçlerini (devam/dur kararları) iyileştirir ve cihaz ile protokol geliştirmenin geç aşamalarındaki riskleri azaltır.
- Portföy Etkisi: Aday teknolojilerin ve iş akışlarının riske göre ayarlanmış önceliklendirilmesine olanak tanır.
Uygulama Hususları
- VR sistemi kurulumu, göz izleme kalibrasyonu ve davranışsal veri analizi konularında uzmanlık gerektirir.
- Yüksek sadakatli veri yakalama ve işleme için güçlü enstrümantasyon ve analitik altyapı gerektirir.
- Protokollerin ve veri yorumlama çerçevelerinin ekipler arası standardizasyonunu gerektirir.
- Belirli model sistemler veya araştırma popülasyonları için adaptasyon gerektirebilir.
- Kaynakta belirtildiği üzere, geleneksel simülatörlere kıyasla azalmış hareket geri bildirimi gibi kısıtlamaları vardır.
