Laboratorio di controllo in rete di realtà virtuale online applicato alla formazione in ingegneria del controllo

Riepilogo

Questo studio descrive un sistema di laboratorio di realtà virtuale (VR) online basato su WebVR che fornisce agli utenti funzionalità di sperimentazione immersive e interattive supportate da dispositivi VR. Il sistema proposto non solo aiuta a migliorare il realismo della partecipazione degli utenti agli esperimenti online, ma è anche applicabile a un'ampia gamma di quadri di laboratorio online.

Abstract

I laboratori online svolgono un ruolo importante nella formazione ingegneristica. Questo lavoro discute un sistema di laboratorio virtuale basato su WebVR. L'utente entra nell'ambiente di laboratorio simulato attraverso un dispositivo di realtà virtuale (VR) e interagisce con l'apparecchiatura sperimentale, in modo simile agli esperimenti pratici in un laboratorio fisico. Inoltre, il sistema proposto consente agli utenti di progettare i propri algoritmi di controllo e osservare gli effetti di diversi parametri di controllo per migliorare la loro comprensione dell'esperimento. Per illustrare le caratteristiche del laboratorio virtuale proposto, in questo articolo viene fornito un esempio, che è un esperimento su un sistema a pendolo doppio invertito. I risultati sperimentali mostrano che il sistema proposto consente agli utenti di condurre esperimenti in modo immersivo e interattivo e fornisce agli utenti un processo sperimentale completo, dalla progettazione principale al funzionamento sperimentale. Viene inoltre fornita una soluzione per trasformare qualsiasi laboratorio virtuale in un laboratorio virtuale basato su WebVR per l'istruzione e la formazione.

Introduzione

Con il progresso di Internet e la popolarità dei dispositivi mobili, la domanda di istruzione online è in aumento¹. In particolare, durante i periodi di epidemie diffuse, le istituzioni educative tradizionali incontrano spesso sfide nello svolgimento efficace dell'istruzione in presenza, il che evidenzia l'importanza dell'istruzione online come importante approccio pedagogico². I corsi teorici sono relativamente facili da trasferire su piattaforme online. Possono essere condotti con l'aiuto di strumenti come software di videoconferenza remota e corsi online aperti di massa (MOOC)³. Tuttavia, i cor....

Protocollo

Questo studio ha soddisfatto le linee guida del Comitato Etico per la Ricerca Umana dell'Università di Wuhan ed è stato ottenuto il consenso informato per tutti i dati sperimentali. In questo articolo, vengono discussi i passaggi sperimentali per il sistema a pendolo a doppio invertito e tutti i passaggi vengono eseguiti nell'NCSLab basato su WebVR.

1. Accedi al sistema NCSLab basato su WebVR

1. Apri un browser web che supporti WebVR. Immettere l'URL (Uniform Resource Locator) dell'NCSLab basato su WebVR per accedere al sistema.
2. Fare clic sul pulsante Avvia esperimento per accedere al siste....

Discussione

Il protocollo presentato descrive un sistema di laboratorio virtuale che consente agli utenti di condurre esperimenti VR online, ma utilizza anche un controller per PC a basso costo²⁸, che favorisce la promozione di applicazioni su larga scala. Gli utenti possono acquisire conoscenze sull'intero processo sperimentale, dai principi e dagli algoritmi alle operazioni sperimentali pratiche. Questo sistema consente agli utenti di immergersi negli esperimenti, eliminando la dipendenza dall'input tradizi.......

Materiali

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