Laboratorio de control en red de realidad virtual en línea aplicado en la educación en ingeniería de control

Resumen

Este estudio describe un sistema de laboratorio de realidad virtual (VR) en línea basado en WebVR que proporciona a los usuarios capacidades de experimentación inmersiva e interactiva compatibles con dispositivos de realidad virtual. El sistema propuesto no solo ayuda a mejorar el realismo de la participación de los usuarios en los experimentos en línea, sino que también es aplicable a una amplia gama de marcos de laboratorio en línea.

Resumen

Los laboratorios en línea juegan un papel importante en la educación en ingeniería. En este trabajo se analiza un sistema de laboratorio virtual basado en WebVR. El usuario ingresa al entorno de laboratorio simulado a través de un dispositivo de realidad virtual (VR) e interactúa con el equipo experimental, de manera similar a los experimentos prácticos en un laboratorio físico. Además, el sistema propuesto permite a los usuarios diseñar sus propios algoritmos de control y observar los efectos de diferentes parámetros de control para mejorar su comprensión del experimento. Para ilustrar las características del laboratorio virtual propuesto, en este artículo se proporciona un ejemplo, que es un experimento sobre un sistema de péndulo invertido doble. Los resultados experimentales muestran que el sistema propuesto permite a los usuarios realizar experimentos de una manera inmersiva e interactiva y proporciona a los usuarios un proceso experimental completo desde el diseño principal hasta la operación experimental. También se proporciona una solución para convertir cualquier laboratorio virtual en un laboratorio virtual basado en WebVR para la educación y la formación.

Introducción

Con el avance de Internet y la popularidad de los dispositivos móviles, la demanda de educación en línea^{está aumentando.} En particular, durante períodos de epidemias generalizadas, las instituciones educativas tradicionales a menudo enfrentan desafíos para llevar a cabo la instrucción presencial de manera efectiva, lo que destaca la importancia de la educación en línea como un enfoque pedagógico importante². Los cursos teóricos son relativamente fáciles de transferir a plataformas en línea. Pueden llevarse a cabo con la ayuda de herramientas como el software de videoconferencia a distancia y los cursos en línea masivos y....

Protocolo

Este estudio cumplió con las directrices del Comité de Ética de Investigación en Seres Humanos de la Universidad de Wuhan, y se obtuvo el consentimiento informado para todos los datos experimentales. En este artículo, se discuten los pasos experimentales para el sistema de péndulo invertido doble, y todos los pasos se realizan en el NCSLab basado en WebVR.

1. Acceda al sistema NCSLab basado en WebVR

1. Abra un navegador web que sea compatible con WebVR. Introduzca el localizador uniforme de recursos (URL) del NCSLab basado en WebVR para acceder al sistema.
2. Haga clic en el botón Iniciar experimento <....

Discusión

El protocolo presentado describe un sistema de laboratorio virtual que permite a los usuarios realizar experimentos de realidad virtual en línea, pero también utiliza un controlador de PC de bajo costo²⁸, que es propicio para la promoción de aplicaciones a gran escala. Los usuarios pueden adquirir conocimientos sobre todo el proceso experimental, desde los principios y algoritmos hasta las operaciones experimentales prácticas. Este sistema permite a los usuarios sumergirse en los experimentos,.......

Materiales

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