مختبر التحكم الشبكي للواقع الافتراضي عبر الإنترنت المطبق في تعليم هندسة التحكم

Summary

تصف هذه الدراسة نظام مختبر الواقع الافتراضي عبر الإنترنت (VR) المستند إلى WebVR والذي يوفر للمستخدمين إمكانات تجريبية غامرة وتفاعلية تدعمها أجهزة الواقع الافتراضي. لا يساعد النظام المقترح على تعزيز واقعية مشاركة المستخدم في التجارب عبر الإنترنت فحسب ، بل ينطبق أيضا على مجموعة واسعة من أطر المختبرات عبر الإنترنت.

Abstract

تلعب المختبرات عبر الإنترنت دورا مهما في التعليم الهندسي. يناقش هذا العمل نظام مختبر افتراضي قائم على WebVR. يدخل المستخدم بيئة المختبر المحاكية من خلال جهاز الواقع الافتراضي (VR) ويتفاعل مع المعدات التجريبية ، على غرار التجارب العملية في المختبر الفيزيائي. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح النظام المقترح للمستخدمين بتصميم خوارزميات التحكم الخاصة بهم ومراقبة تأثيرات معلمات التحكم المختلفة لتعزيز فهمهم للتجربة. لتوضيح ميزات المختبر الافتراضي المقترح ، يتم تقديم مثال في هذه الورقة ، وهو تجربة على نظام البندول المقلوب المزدوج. تظهر النتائج التجريبية أن النظام المقترح يسمح للمستخدمين بإجراء التجارب بطريقة غامرة وتفاعلية ويوفر للمستخدمين عملية تجريبية كاملة من التصميم الرئيسي إلى التشغيل التجريبي. يتم توفير حل أيضا لتغيير أي مختبر افتراضي إلى مختبر افتراضي قائم على WebVR للتعليم والتدريب.

Introduction

مع تقدم الإنترنت وشعبية الأجهزة المحمولة ، يتزايد الطلب على التعليم عبر الإنترنت¹. على وجه الخصوص ، خلال فترات انتشار الأوبئة على نطاق واسع ، غالبا ما تواجه المؤسسات التعليمية التقليدية تحديات في إجراء التدريس الشخصي بشكل فعال ، مما يسلط الضوء على أهمية التعليم عبر الإنترنت كنهج تربوي مهم². من السهل نسبيا نقل الدورات النظرية إلى المنصات عبر الإنترنت. يمكن إجراؤها بمساعدة أدوات مثل برامج مؤتمرات الفيديو عن بعد والدورات التدريبية الضخمة المفتوحة عبر الإنترنت (MOOCs)³. ومع ذلك ، تواجه الدورات العملية تحديات أكبر لأنها تتطلب من المستخدمين إجراء تجارب عملية في المختبرات التقليدية.

Protocol

استوفت هذه الدراسة المبادئ التوجيهية للجنة أخلاقيات البحوث البشرية في جامعة ووهان ، وتم الحصول على موافقة مستنيرة لجميع البيانات التجريبية. في هذا البحث ، تمت مناقشة الخطوات التجريبية لنظام البندول المقلوب المزدوج ، ويتم تنفيذ جميع الخطوات في NCSLab المستند إلى WebVR.

1. الوصول إلى نظام NCSLab المستند إلى WebVR

1. افتح مستعرض ويب يدعم WebVR. أدخل محدد موقع الموارد الموحد (URL) الخاص ب NCSLab المستند إلى WebVR للوصول إلى النظام.
2. انقر فوق الزر بدء التجربة لتسجيل الدخول إلى نظام NCSLab. إذا كانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تسجيل الدخول إلى النظام ، فقم بتسجيل حساب.
3. قم بتسجيل ال....

النتائج

يوفر نظام تجربة الواقع الافتراضي المقدم للمستخدمين القدرة على المشاركة في تجارب غامرة باستخدام أجهزة الواقع الافتراضي ، وبالتالي تعزيز التفاعل بين المستخدمين والمعدات التجريبية. علاوة على ذلك ، يعتمد النظام على الويب ، مما يلغي حاجة المستخدمين إلى تكوين البيئات المحلية. يسمح هذا التصمي.......

Discussion

يصف البروتوكول المقدم نظام مختبر افتراضي يمكن المستخدمين من إجراء تجارب الواقع الافتراضي عبر الإنترنت ولكنه يستخدم أيضا وحدة تحكم كمبيوتر منخفضة التكلفة²⁸ ، مما يؤدي إلى الترويج للتطبيقات على نطاق واسع. يمكن للمستخدمين اكتساب المعرفة حول العملية التجريبية بأكملها ، من المب?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
3DS Max	Autodesk		3ds Max professional 3D modeling, rendering, and animation software enables you to create expansive worlds and premium designs. https://www.autodesk.com/ca-en/products/3ds-max/overview
Meta Quest 2	Meta Platforms	10036728220341	meta quest 2 is a standalone virtual reality headset that allows users to experience WebVR content. https://www.meta.com/it/quest/products/quest-2/
Unity	Unity Technologies		Unity is the platform for real-time 3D interactive content creation and operation. All creators, including game developers, artists, architects, automotive designers, film and television, use Unity to bring their ideas to life. The Unity platform offers a complete suite of software solutions for creating, operating, and realizing any real-time interactive 2D and 3D content on cell phones, tablets, PCs, game consoles, augmented reality, and virtual reality devices. https://unity.com/cn