저자는 인정할 것이 없습니다.

모든 자료와 방법은 울름 대학교 윤리위원회의 승인을 받았으며 승인 된 지침에 따라 수행되었습니다. 모든 참가자는 서면 동의서를 제출했습니다.
1. 적절한 학습 환경 조성
알림: 이 연구는 복잡한 하드웨어 설정에 대처하기 위해 통제된 환경에서 수행되었습니다. 사용 된 혼합 현실 스마트 안경 ( 재료 표 참조)과 2D 응용 프로그램 용 노트북을 연구 참가자에게 설명했습니다.
<ol><li>각 참가자 전에 기술 솔루션을 확인하십시오. 기본 모드로 설정합니다. 설문지를 준비하고 참가자 옆에 놓습니다.</li>
	<li>참가자가 한 세션에서 사용 사례 이상값 감지 및 클러스터 인식에서 작업을 해결하도록 합니다(즉, 평균 시간은 43분).</li>
	<li>참가자를 환영하고 연구의 목표와 전반적인 절차를 소개하여 연구를 시작하십시오.</li>
	<li>피부 전도도 측정 장치( 재료 표 참조)를 사용하는 참가자는 기준 측정을 받기 위해 짧은 휴식 단계를 준수해야 합니다. 참가자의 절반 만이이 장치를 사용했습니다.</li>
	<li>모든 참가자는 실험 시작 전에 상태 특성 불안 인벤토리 (STAI) 설문지31을 작성해야합니다.<ol><li>다음으로, 참가자는 정신 회전 테스트 ( 그림 4 참조,이 테스트는 공간 상상력 능력을 평가)를 수행해야하며, 이는 높은 성과자와 낮은 성과자를 구별하기위한 기초였습니다 (고성과자는 고급 사용자, 저성과자는 초보자), 참가자의 공간 청력 능력을 측정하기위한 공간 소리 테스트. 참고: 정신 회전 테스트(32 )에서 시험 점수의 중앙값 분할은 저성과자와 고성과자를 구별하기 위해 사용되었습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>무작위로 참가자를 두 그룹으로 나눕니다. 이상값 감지 또는 클러스터 인식에 대한 작업으로 시작하고 나중에 다른 사용 사례를 계속합니다. 클러스터 인식 작업의 경우 참가자의 절반은 먼저 사용된 혼합 현실 스마트 안경(재료 표 참조)으로 시작한 다음 2D 응용 프로그램을 사용했고, 나머지 절반은 먼저 2D 응용 프로그램으로 시작한 다음 혼합 현실 스마트 안경을 사용했습니다(재료 표 참조). 이상값 감지 작업의 경우 사운드 지원을 받는 그룹 하나를 임의로 선택하고 그룹의 다른 부분은 사운드 지원을 받지 않습니다.</li>
	<li>세션을 마치면 참가자는 상태 특성 불안 인벤토리 (STAI) 설문지31 과 자체 개발 및 인구 통계 학적 설문지에 다시 응답해야합니다.</li>
	<li>개발된 각 애플리케이션에서 자동으로 기록된 생성된 데이터를 세션이 완료된 후 노트북의 스토리지에 저장합니다.</li>
</ol>2. 참가자를 위한 학습 프로토콜
<ol><li>각 참가자에 대해 실험을 준비하십시오 (실험 실의 경우 그림 2 참조). 데스크톱 PC, 사용된 혼합 현실 스마트 안경을 제시하고 설문지를 나눠줍니다.</li>
	<li>참가자들에게 실험은 40-50 분이 소요되며, 그 중 절반은 사전 테스트 (연구 프로토콜의 포인트 3-6 참조) 후에 이상치 검출 테스트 (연구 프로토콜의 포인트 7 참조)로 먼저 시작하고, 클러스터 인식 테스트 (연구 프로토콜의 포인트 8 참조)가 뒤 따르는 반면, 다른 사람들은이 두 가지 테스트를 그 반대로 수행합니다 (즉, 포인트 7 이전의 연구 프로토콜의 포인트 8).</li>
	<li>피부 전도도 측정이 수행되는지 여부를 무작위로 결정합니다. 예인 경우, 피부 전도도 측정 장치(33 )를 준비하고 참가자에게 장치를 착용하도록 알린다. 참가자에게 짧은 휴식 단계를 요청하여 스트레스 수준에 대한 기준 측정을 받으십시오.</li>
	<li>참가자들에게 상태 특성 불안 인벤토리 (STAI) 설문지31 을 작성하고 실험 전에 현재인지 된 스트레스를 측정한다고 알리도록 요청하십시오.</li>
	<li>정신 회전 테스트를 실시하십시오.<ol><li>참가자들에게 정신 회전 능력이 평가되었음을 알리고 데스크톱 컴퓨터 앞으로 안내합니다. 참가자들에게 시험 절차에 대해 알립니다. 시뮬레이션된 3D 공간에서 위치가 다른 유사한 개체를 식별해야 했습니다.</li>
		<li>참가자들에게 표시된 5 개의 물체 중 2 개만 유사하며 전체 테스트에 2 분이 주어질 것이라고 알립니다. 참가자들에게 주어진 2 분 이내에 7 개의 작업을 수행 할 수 있음을 알리고 수행 된 각 작업에 대해 성과 측정이 기록된다고 알려줍니다.</li>
	</ol></li>
	<li>공간 사운드 능력을 평가합니다.<ol><li>참가자들에게 공간 음향 능력이 평가되었음을 알리고 데스크톱 컴퓨터 앞으로 안내합니다. 참가자들에게 시험 절차에 대해 알립니다. 참가자들에게 6 개의 사운드 샘플을 감지해야하며 각각 13 초 동안 재생된다고 설명합니다.</li>
		<li>참가자들에게 소리가 나오는 방향 (4 개의 나침반 방향과 유사)을 감지해야한다고 알립니다.</li>
	</ol></li>
	<li>이상값 탐지 기술을 평가합니다.<ol><li>참가자에게 혼합 현실 스마트 안경을 착용하도록 요청합니다. 혼합 현실 스마트 안경을 위해 만들어진 세계 내에서 이상치를 찾아야한다고 설명합니다.</li>
		<li>이상값은 빨간색으로 표시된 점이고 다른 모든 점은 흰색으로 표시됨을 추가로 알립니다. 그런 다음 그것을 감지하려면 시선을 붉은 색 점으로 향해야한다고 설명하십시오.</li>
		<li>참가자들에게 시각적 도움이 제공 될뿐만 아니라 환경 소리가 이상치를 찾도록 지원한다는 점을 추가로 알립니다. 참가자에게 8 개의 이상치 작업을 수행해야한다는 정보를 제공하여 가상 세계에서 8 번 빨간색 점을 찾아야한다는 것을 의미합니다. 각 참가자에 대해 4개의 작업은 사운드로 지원되고 4개의 작업은 사운드가 지원되지 않습니다. 각 참가자에 대해 사운드 지원 작업을 시작할지 여부를 무작위로 선택합니다. 그런 다음 첫 번째 작업에 따라 건전한 지원이 제공되는지 여부에 관계없이 작업마다 변경됩니다.</li>
		<li>참가자들에게 기록 될 정보를 알려줍니다 : 각 작업에 필요한 시간, 걷는 시간, 최종 이동 위치가 시작 위치와 어떻게 관련되어 있는지 알려줍니다. 마지막으로 참가자들에게 빨간색으로 표시된 점이 감지되면 녹색으로 바뀝니다 ( 그림 3 참조).</li>
	</ol></li>
	<li>클러스터 인식 기술을 평가합니다.<ol><li>참가자가 먼저 혼합 현실 스마트 안경을 사용할지 아니면 참가자를 데스크톱 컴퓨터로 안내할지 여부를 임의로 결정합니다. 다음에서는 혼합 현실 설정에 대한 절차만 설명합니다. 참가자가 데스크톱 컴퓨터에서 처음 시작하는 경우 절차는 변경된 순서에서 동일하며 음성 명령을 제외하고 혼합 현실 솔루션을 사용하는 경우에만 제공됩니다.</li>
		<li>혼합 현실을 사용하는 참가자의 경우: 참가자에게 혼합 현실 스마트 안경을 착용하도록 요청합니다. 참가자에게 사용된 혼합 현실 스마트 안경으로 만든 세계 내에서 클러스터를 찾는 방법을 알립니다. 참가자들에게 겹치는 클러스터를 주위로 이동하여 구별해야 함을 강조합니다.</li>
		<li>혼합 현실을 사용하는 참가자의 경우: 음성 명령을 사용하여 가상 세계와 클러스터 주변을 탐색할 수 있다고 참가자에게 설명합니다. 마지막으로 참가자들에게 6 개의 클러스터를 감지해야한다고 말합니다.</li>
		<li>혼합 현실을 사용하는 참가자의 경우: 참가자에게 사용된 혼합 현실 스마트 안경을 제거하도록 요청합니다. 참가자를 데스크톱 컴퓨터로 안내하고 데스크톱 컴퓨터 화면에 표시된 소프트웨어를 사용하도록 지시합니다. 사용된 혼합 현실 스마트 글라스에 표시된 것과 동일한 유형의 클러스터를 데스크톱 컴퓨터의 소프트웨어를 사용하여 검색해야 한다고 알립니다(그림 7 및 그림 8 참조).</li>
	</ol></li>
	<li>참가자들에게 세 가지 설문지, 즉 상태 특성 불안 인벤토리 (STAI) 설문지31, 주관적인 피드백을 수집하기위한 자체 개발 설문지, 정보 수집을위한 인구 통계 학적 설문지를 작성하도록 요청하십시오.</li>
	<li>참가자들에게 피부 전도도 측정 장치(33 )를 착용하도록 처음에 요청되었다면 제거하도록 요청한다.</li>
	<li>참여에 대한 감사의 말을 전하여 실험 참가자를 안심시킵니다.</li>
</ol>

<ol>
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개발된 혼합 현실 스마트 안경( 재료 표 참조) 적용과 관련하여 두 가지 측면이 특히 유용했습니다. 이상치의 감지 작업에 공간 사운드를 사용하는 것은 한편으로는 긍정적으로 인식되었습니다(RQ3 결과 참조). 다른 한편으로는 음성 명령의 사용도 긍정적으로 인식되었습니다 ( 그림 10 참조).
연구 참가자와 관련하여 경험적 연구의 경우 모집...

가상 현실 솔루션(VR 솔루션)은 다양한 분야에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 종종 VR 솔루션(가상 현실, 혼합 현실 및 증강 현실 포함)을 사용하면 많은 일상적인 작업과 절차를 쉽게 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 자동차 도메인에서 자동차의 구성 절차는 가상 현실1 (VR)을 사용하여 지원할 수 있습니다. 연구원과 실무자는 이러한 맥락에서 다양한 접근 방식과 솔루션을 조사하고 개발했습니다. 그러나 사용성 측면을 조사하는 연구는 여전히 드뭅니다. 일반적으로 두 가지 주요 질문에 비추어 측면을 고려해야합니다. 첫째, VR 솔루션이 실제로 VR 기술을 사용하지 않는 접근 방식을 능가하는지 여부를 평가해야합니다. 둘째, VR 솔루션은 주로 무겁고 복잡한 하드웨어 장치에 의존하기 때문에 착용감 및 정신적 노력과 같은 매개 변수를 더 심층적으로 조사해야합니다. 또한 언급 된 측면은 항상 해당 응용 분야와 관련하여 조사되어야합니다. 현존하는 많은 접근법이 이러한 질문을 조사할 필요성을 알고 있지만2, 결과를 제시한 연구는 더 적습니다.
현재 중요한 VR 분야의 연구 주제는 몰입 형 분석으로 표시됩니다. 인간의 인식을 분석 작업에 포함시키려는 시각적 분석 연구 분야에서 파생됩니다. 이 프로세스는 시각적데이터 마이닝4이라고도 합니다. 몰입형 분석에는 데이터 시각화, 시각적 분석, 가상 현실, 컴퓨터 그래픽 및 인간-컴퓨터 상호 작용분야의 주제가 포함됩니다5. 헤드 마운트 디스플레이(HMD)의 최근 장점으로 인해 몰입형 방식으로 데이터를 탐색할 수 있는 가능성이 향상되었습니다. 이러한 추세에 따라 새로운 상호 작용 시스템의 개발, 사용자 피로를 조사해야 할 필요성 또는 정교한 3D 시각화 개발과 같은 새로운 과제와 연구 질문이등장합니다6. 이전 간행물6에서는 몰입형 분석의 중요한 원칙에 대해 논의했습니다. 빅 데이터에 비추어 볼 때 복잡한 데이터 풀을 더 잘 분석할 수 있도록 몰입형 분석과 같은 방법이 점점 더 필요합니다. 몰입형 분석 솔루션의 사용성 측면을 조사하는 연구는 소수에 불과합니다. 또한 해당 영역이나 분야도 이러한 연구에서 고려되어야합니다. 이 작업에서는 몰입형 분석 프로토타입이 개발되었으며, 이를 기반으로 Industry 4.0 시나리오를 위해 개발된 솔루션을 조사하는 프로토콜이 개발되었습니다. 따라서 프로토콜은 주관적, 성능 및 생리적 측면을 기반으로 하는 경험 방법2를 활용합니다. 당면한 프로토콜에서 주관적인 측면 은 연구 사용자의인지 된 스트레스를 통해 측정됩니다. 성능은 분석 작업을 수행하는 데 필요한 시간과 오류를 통해 측정됩니다. 마지막으로 피부 전도도 센서가 생리적 매개 변수를 측정했습니다. 처음 두 가지 측정은이 작업에서 제시 될 것이며, 측정 된 피부 전도도는 평가하기 위해 더 많은 노력이 필요합니다.
제시된 연구에는 특히 신경 과학 측면 및 정보 시스템을 포함한 여러 연구 분야가 포함됩니다. 흥미롭게도 정보 시스템의 신경 과학 측면에 대한 고려 사항은 최근 여러 연구 그룹 7,8의 관심을 끌었으며인지 적 관점에서도 IT 시스템의 사용을 탐구하려는 요구를 보여줍니다. 이 작업과 관련된 또 다른 분야는 정보 시스템 9,10,11의 인적 요소에 대한 조사를 구성합니다. 인간-컴퓨터 상호 작용 분야에서는 솔루션의 유용성을 조사하기 위한 도구가 존재합니다. 시스템 사용성 척도는 주로 이 컨텍스트에서 사용됩니다12. 소리내어 생각하기 프로토콜13은 정보 시스템 사용에 대해 자세히 알아보기 위해 널리 사용되는 또 다른 연구 기술입니다. 정보 시스템의 유용성 측면을 측정하기위한 많은 접근법이 존재하고 그 중 일부는 오래 전에 제시되었지만14, 새로운 측정 또는 연구 방법을 조사해야하는 질문이 여전히 제기됩니다. 따라서이 분야의 연구는 매우 활발합니다12,15,16.
다음에서는 현재 작업에서 널리 사용되는 두 가지 방법이 고려되지 않은 이유에 대해 설명합니다. 첫째, 시스템 사용성 척도를 사용하지 않았습니다. 척도는10 개의 질문 17을 기반으로하며 다른 여러 VR 연구18에서도 그 사용을 찾을 수 있습니다. 이 연구는 주로 스트레스19의 측정을 목표로하기 때문에 스트레스 관련 설문지가 더 적절했습니다. 둘째, 소리내어 생각하기 프로토콜20은 사용되지 않았습니다. 이 프로토콜 유형은 일반적으로13에서 유용성을 보여 주었지만 무겁고 복잡한 VR 장치를 사용하는 것과 병행하여 소리내어 생각 세션을 수행해야한다는 사실 때문에 연구 사용자의 스트레스 수준이 증가 할 수 있으므로 여기서는 사용되지 않았습니다. 이 두 가지 기술은 사용되지 않았지만 다른 최근 연구 결과가 당면한 연구에 통합되었습니다. 예를 들어, 이전 작품21,22에서 저자는 연구에서 초보자와 전문가를 구별합니다. 이러한 연구의 성공적인 결과를 바탕으로, 당면한 프로토콜은 제시된 연구 사용자 분리를 활용합니다. 응력 측정은 다음 작업 15,19,21,22의 아이디어를 기반으로합니다.
처음에는 연구를 수행하기 위해 분석 작업을 수행하기에 적합한 Industry 4.0 시나리오를 찾아야합니다. 저자23의 다른 작업에 영감을 받아 (1) 이상치 감지 및 (2) 클러스터 인식의 두 가지 시나리오(즉, 분석 작업)가 확인되었습니다. 두 시나리오 모두 까다로우며 처리량이 많은 생산 기계의 유지 관리와 매우 관련이 있습니다. 이 결정을 바탕으로 6 가지 주요 고려 사항이이 작업에 제시된 연구 프로토콜을 주도했습니다.
<ol><li>연구를 위해 개발된 솔루션은 기술적으로 혼합 현실 스마트 안경( 재료 표 참조)을 기반으로 하며 혼합 현실 애플리케이션으로 개발될 것입니다.</li>
	<li>초보자와 고급 사용자를 구별 할 수있는 적절한 테스트를 개발해야합니다.</li>
	<li>성능 측정은 시간과 오류를 고려해야 합니다.</li>
	<li>몰입형 분석 솔루션과 비교할 수 있는 데스크톱 애플리케이션을 개발해야 합니다.</li>
	<li>인지된 스트레스 수준을 평가하기 위한 조치를 적용해야 합니다.</li>
	<li>후자의 점 외에도, 사용자가 언급된 두 가지 분석 작업(즉, (1) 이상치의 검출 및 (2) 클러스터의 인식)의 절차를 수행하는 동안 스트레스 수준을 완화하기 위한 특징이 개발되어야 한다.</li>
</ol>언급 된 6 가지 사항을 기반으로 연구 프로토콜은 다음 절차를 통합합니다. 이상값 감지 및 클러스터 인식 분석 작업은 혼합 현실 스마트 안경을 사용하여 몰입형 방식으로 수행해야 합니다( 재료 표 참조). 따라서 새로운 응용 프로그램이 개발되었습니다. 공간 소리는 정신적 노력을 증가시키지 않고 분석 작업의 수행을 용이하게해야합니다. 음성 기능은 혼합 현실 스마트 안경의 개발된 응용 프로그램에 사용되는 탐색을 용이하게 해야 합니다( 재료 표 참조). 정신 회전 테스트는 초보자와 고급 사용자를 구별하는 기초가되어야합니다. 스트레스 수준은 설문지를 기반으로 측정됩니다. 성능은 사용자가 분석 작업에 필요한 (1) 시간과 분석 작업에 대해 사용자가 만든 (2) 오류를 기반으로 평가됩니다. 혼합 현실 smartglass의 성능은 새로 개발되고 유사한 2D 데스크톱 애플리케이션에서 동일한 작업을 수행하는 것과 비교됩니다. 또한, 피부 전도도 장치는 스트레스에 대한 가능한 지표로서 피부 전도도 수준을 측정하는 데 사용됩니다. 이 측정의 결과는 추가 분석의 대상이되며이 작업에서는 논의되지 않습니다. 저자는 동일한 장치를 사용한 다른 연구에서 추가 고려 사항이 필요하다고 밝혔습니다24.
이 프로토콜을 기반으로 다음 5 가지 연구 질문 (RQ)이 해결됩니다.
RQ1 : 참가자의 공간 상상력이 작업 수행에 큰 영향을 미칩니 까? RQ2: 시간이 지남에 따라 작업 성능에 큰 변화가 있습니까? RQ3: 몰입형 분석 솔루션에서 공간 사운드를 사용할 때 작업 성능에 상당한 변화가 있습니까? RQ4: 개발된 몰입형 분석이 사용자에게 스트레스를 준다고 인식합니까? RQ5: 2D 접근 방식에 비해 몰입형 분석 솔루션을 사용할 때 사용자의 성과가 더 향상됩니까?
그림 1 은 두 가지 척도에 대해 제시된 프로토콜을 요약합니다. 그것은 개발 및 사용 된 측정과 상호 작용 수준과 관련하여 그 참신함을 보여줍니다. 상호작용 수준은 VR 설정을 위한 기능을 개발할 때 중요한 측면을 구성하므로 그림 1은 이 작업에서 개발된 전체 프로토콜의 참신함을 더 잘 보여줍니다. 사용 된 두 척도 내의 측면에 대한 평가는 주관적이지만 전반적인 평가는 현재 관련 작업과 다음과 같은 주요 고려 사항을 기반으로합니다. 한 가지 중요한 원칙은 사용자가 조율 된 자연스러운 상호 작용을위한 환경의 추상화를 사용하는 것입니다. 당면한 프로토콜과 관련하여 포인트 클라우드의 시각화는 사용자에게 직관적 인 것으로 보이며 이러한 클라우드의 패턴 인식은 일반적으로 관리 가능한 작업으로 인식되었습니다. 또 다른 중요한 원칙은 어포던스를 오버레이하는 것입니다. 이로써, 당면한 프로토콜에서 사용되는 공간 사운드의 사용은 검색된 물체의 근접성과 상관관계가 있기 때문에 한 예입니다. 저자는 대부분의 정보가 인간의 인식에 가장 중요한 중간 영역에 위치하는 방식으로 표현을 조정할 것을 권장합니다. 저자가 이 원칙을 포함하지 않은 이유는 사용자가 스스로 최적의 지점을 찾도록 장려하고 한 번에 표시하기에는 너무 큰 데이터 시각화 공간에서 방향을 잡도록 유도하기 위함이었습니다. 제시된 접근법에서, 보여질 3D 데이터의 특성에 대한 더 이상의 고려는 이루어지지 않았다. 예를 들어 차원이 임시 차원으로 가정되면 산점도가 표시될 수 있습니다. 저자는 이러한 종류의 시각화가 Industry 4.0의 맥락에서 일반적으로 흥미롭다고 생각합니다. 그러나 합리적으로 작은 시각화 집합에 초점을 맞춰야 합니다. 또한 이전 간행물은 이미 데이터의 공동 분석에 중점을 두었습니다. 이 연구에서이 연구 질문은이 연구에서 언급 된 다른 문제의 복잡성으로 인해 제외되었습니다. 여기에 제시된 설정에서 사용자는 걸어 다니면서 몰입 형 공간을 탐색 할 수 있습니다. 다른 접근 방식은 가상 공간을 탐색하는 컨트롤러를 제공합니다. 이 연구에서는 SUS(시스템 유용성 척도)를 사용하여 유용성에 중점을 둡니다. 또 다른 이전 간행물은 경제 전문가를 대상으로 연구를 수행했지만 VR 헤드셋을 사용했습니다. 일반적으로, 그리고 가장 중요한 것은,이 연구는이 작업에서 사용 된 혼합 현실 스마트 글라스와 같은 다른 장치에 대한 제한된 시야에 대해 불평합니다 ( 재료 표 참조). 그들의 연구 결과는 VR 분야의 초보자가 분석 도구를 효율적으로 사용할 수 있음을 보여줍니다. 이것은 이 연구의 경험과 일치하지만, 이 작업에서 초보자는 VR 또는 게임 경험이 있는 것으로 분류되지 않았습니다. 대부분의 VR 솔루션과 달리 혼합 현실은 실제 환경을 추적할 수 있으므로 위치에 고정되어 있지 않습니다. 360° 경험을 위해 특수 의자를 사용하여 사용자를 데스크탑에서 해방시키는 것과 같은 VR 접근 방식. 의 저자는 인식 문제가 몰입형 분석의 성능에 영향을 미친다는 것을 나타냅니다. 예를 들어 그림자를 사용합니다. 당면한 연구에서는 사용 된 혼합 현실 스마트 안경 (재료 표 참조)이 그림자를 표시 할 수 없기 때문에 불가능합니다. 해결 방법은 가상 바닥일 수 있지만 이러한 설정은 이 연구의 범위를 벗어났습니다. 몰입형 분석 분야의 설문 조사에서는 3D 산점도가 다차원 데이터의 가장 일반적인 표현 중 하나로 확인되었습니다. 전체적으로 그림 1 에 표시된 측면은 현재 Industry 4.0 시나리오에 대한 몰입형 분석의 유용성 측면을 조사하는 프로토콜로 컴파일된 것을 찾을 수 없습니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>edaMove</td>
			<td>movisens</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HoloLens</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab R2017a</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPY2</td>
			<td>GNU General Public License v2 or later (GPLv2+) (GPLv2+)</td>
			<td></td>
			<td>https://pypi.org/project/rpy2/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPSS 25.0</td>
			<td>IBM</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

evaluating usability aspects of a mixed reality solution for immersive analytics in industry 4.0 scenarios

의학 또는 산업에서 고차원 데이터 세트의 분석이 점점 더 요구되고 있습니다. 그러나 사용 가능한 기술 솔루션은 사용하기가 복잡한 경우가 많습니다. 따라서 몰입형 분석과 같은 새로운 접근 방식을 환영합니다. 몰입형 분석은 다양한 사용자 그룹 및 데이터 세트에 대해 편리한 방식으로 고차원 데이터 세트를 경험할 것을 약속합니다. 기술적으로 가상 현실 장치는 몰입형 분석을 가능하게 하는 데 사용됩니다. 예를 들어, Industry 4.0에서는 고차원 데이터 세트의 이상치 또는 이상 식별과 같은 시나리오가 몰입형 분석의 목표입니다. 이러한 맥락에서 몰입형 분석에 대한 개발된 기술 솔루션에 대해 두 가지 중요한 질문을 해결해야 합니다: 첫째, 기술 솔루션이 도움이 되고 있습니까? 둘째, 기술적 해결책의 신체적 경험은 긍정적입니까 아니면 부정적입니까? 첫 번째 질문은 기술 솔루션의 일반적인 타당성을 목표로하고 두 번째 질문은 착용감을 목표로합니다. 이러한 질문을 체계적으로 다루는 현존하는 연구 및 프로토콜은 여전히 드뭅니다. 이 작업에서는 주로 Industry 4.0 시나리오에서 몰입형 분석의 유용성을 조사하는 연구 프로토콜이 제시됩니다. 특히이 프로토콜은 네 가지 기둥을 기반으로합니다. 먼저 이전 경험을 기반으로 사용자를 분류합니다. 둘째, 기술 솔루션의 타당성을 평가하는 데 사용할 수있는 작업이 제시됩니다. 셋째, 사용자의 학습 효과를 정량화하는 측정이 제시됩니다. 넷째, 설문지는 작업을 수행 할 때 스트레스 수준을 평가합니다. 이러한 기둥을 기반으로 혼합 현실 스마트 안경을 사용하여 연구 프로토콜을 적용하는 기술 설정이 구현되었습니다. 수행된 연구의 결과는 한편으로는 프로토콜의 적용 가능성과 다른 한편으로는 Industry 4.0 시나리오에서 몰입형 분석의 타당성을 보여줍니다. 제시된 프로토콜에는 발견된 제한 사항에 대한 논의가 포함되어 있습니다.

실험에 대한 측정값 설정 이상값 감지 작업의 경우 시간, 경로 및 각도와 같은 성능 측정값이 정의되었습니다. 측정값은 그림 6 을 참조하십시오.
적색 표시점이 발견될 때까지 시간이 기록되었다(즉, 이상치). 이 성능 측정값은 참가자가 빨간색으로 표시된 지점을 찾는 데 필요한 시간을 나타냅니다. 시간은 결과에서 변수 "time"(밀리초)으?...

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Evaluating Usability Aspects of a Mixed Reality Solution for Immersive Analytics in Industry 4.0 Scenarios

이 프로토콜은 몰입형 분석에 사용되는 개발된 혼합 현실 애플리케이션의 기술 설정을 설명합니다. 이를 바탕으로 개발 된 기술 솔루션의 사용성 측면에 대한 통찰력을 얻기 위해 연구에 사용 된 조치가 제시됩니다.

Industry 4.0 시나리오에서 몰입형 분석을 위한 혼합 현실 솔루션의 유용성 측면 평가

In medicine or industry, the analysis of high-dimensional data sets is increasingly required. However, available technical solutions are often complex to ...

evaluating-usability-aspects-mixed-reality-solution-for-immersive

Research

JoVE Journal

Engineering

2.1K 조회수.  Ulm University. 이 프로토콜은 몰입형 분석에 사용되는 개발된 혼합 현실 애플리케이션의 기술 설정을 설명합니다. 이를 바탕으로 개발 된 기술 솔루션의 사용성 측면에 대한 통찰력을 얻기 위해 연구에 사용 된 조치가 제시됩니다.

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Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe (casing), and protects metal components from corrosive fluids. These are essential for uncompromised wellbore integrity. Cements can undergo multiple forms of failure, such as debonding at the cement/rock and cement/metal interfaces, fracturing, and defects within the cement matrix. Failures and defects within the cement will ultimately lead to fluid migration, resulting in inter-zonal fluid migration and premature well abandonment. Currently, there are over 1.8 million operating wells worldwide and over one third of these wells have leak related problems defined as Sustained Casing Pressure (SCP)1. 
The focus of this research was to develop an experimental setup at bench-scale to explore the effect of mechanical manipulation of wellbore casing-cement composite samples as a potential technology for the remediation of gas leaks. 
The experimental methodology utilized in this study enabled formation of an impermeable seal at the pipe/cement interface in a simulated wellbore system. Successful nitrogen gas flow-through measurements demonstrated that an existing microannulus was sealed at laboratory experimental conditions and fluid flow prevented by mechanical manipulation of the metal/cement composite sample. Furthermore, this methodology can be applied not only for the remediation of leaky wellbores, but also in plugging and abandonment procedures as well as wellbore completions technology, and potentially preventing negative impacts of wellbores on subsurface and surface environments.

This article reports on a laboratory scale investigation of an existing field procedure and its adaptation for sealing of leaky wellbores. It consists of mechanical expansion of metal pipe, which results in an improved metal/cement bond, ultimate sealing of hydraulic pathways and prevention of gas leaks caused by the presence of a microannular channel.

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe ...

연구

공학

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in industrialized countries. Here, the development of optical mesosensors/adsorbents (MSAs) for efficient recognition and selective recovery of Pd(II), Au(III), and Co(II) from urban mine was achieved. A simple, general method for preparing MSAs based on using high-order mesoporous monolithic scaffolds was described. Hierarchical cubic Ia3d wagon-wheel-shaped MSAs were fabricated by anchoring chelating agents (colorants) into three-dimensional pores and micrometric particle surfaces of the mesoporous monolithic scaffolds. Findings show, for the first time, evidence of controlled optical recognition of Pd(II), Au(III), and Co(II) ions and a highly selective system for recovery of Pd(II) ions (up to ~95%) in ores and industrial wastes. Furthermore, the controlled assessment processes described herein involve evaluation of intrinsic properties (e.g., visual signal change, long-term stability, adsorption efficiency, extraordinary sensitivity, selectivity, and reusability); thus, expensive, sophisticated instruments are not required. Results show evidence that MSAs will attract worldwide attention as a promising technological means of recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals.

Because of the importance and extensive use of palladium, gold and cobalt metals in high-technology equipment, their recovery and recycling constitute an important industrial challenge. The metal recovery system described herein is a simple, low-cost means for the effective detection, removal, and recovery of these metals from the urban mine.

감지 및 팔라듐의 복구, 도시 광산에서 금과 코발트 금속은 나노 수레 바퀴 모양의 기공 지정 소설 센서 / 흡착제를 사용하여

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Gain-compensation Methodology for a Sinusoidal Scan of a Galvanometer Mirror in Proportional-Integral-Differential Control Using Pre-emphasis Techniques

Galvanometer mirrors are used for optical applications such as target tracking, drawing, and scanning control because of their high speed and accuracy. However, the responsiveness of a galvanometer mirror is limited by its inertia; hence, the gain of a galvanometer mirror is reduced when the control path is steep. In this research, we propose a method to extend the corresponding frequency using a pre-emphasis technique to compensate for the gain reduction of galvanometer mirrors in sine-wave path tracking using proportional-integral-differential (PID) control. The pre-emphasis technique obtains an input value for a desired output value in advance. Applying this method to control the galvanometer mirror, the raw gain of a galvanometer mirror in each frequency and amplitude for sine-wave path tracking using a PID controller was calculated. Where PID control is not effective, maintaining a gain of 0 dB to improve the trajectory tracking accuracy, it is possible to expand the speed range in which a gain of 0 dB can be obtained without tuning the PID control parameters. However, if there is only one frequency, amplification is possible with a single pre-emphasis coefficient. Therefore, a sine wave is suitable for this technique, unlike triangular and sawtooth waves. Hence, we can adopt a pre-emphasis technique to configure the parameters in advance, and we need not prepare additional active control models and hardware. The parameters are updated immediately within the next cycle because of the open loop after the pre-emphasis coefficients are set. In other words, to regard the controller as a black box, we need to know only the input-to-output ratio, and detailed modeling is not required. This simplicity allows our system to be easily embedded in applications. Our method using the pre-emphasis technique for a motion-blur compensation system and the experiment conducted to evaluate the method are explained.

We propose a method to extend the corresponding frequency by using a pre-emphasis technique. This method compensates for the gain reduction of a galvanometer mirror in sine-wave path tracking using proportional-integral-differential control.

Galvanometer mirrors are used for optical applications such as target tracking, drawing, and scanning control because of their high speed and accuracy. ...

Three-electrode Coin Cell Preparation and Electrodeposition Analytics for Lithium-ion Batteries

As lithium-ion batteries find use in high energy and power applications, such as in electric and hybrid-electric vehicles, monitoring the degradation and subsequent safety issues becomes increasingly important. In a Li-ion cell setup, the voltage measurement across the positive and negative terminals inherently includes the effect of the cathode and anode which are coupled and sum to the total cell performance. Accordingly, the ability to monitor the degradation aspects associated with a specific electrode is extremely difficult because the electrodes are fundamentally coupled. A three-electrode setup can overcome this problem. By introducing a third (reference) electrode, the influence of each electrode can be decoupled, and the electrochemical properties can be measured independently. The reference electrode (RE) must have a stable potential that can then be calibrated against a known reference, for example, lithium metal. The three-electrode cell can be used to run electrochemical tests such as cycling, cyclic voltammetry, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Three-electrode cell EIS measurements can elucidate the contribution of individual electrode impedance to the full cell. In addition, monitoring the anode potential allows the detection of electrodeposition due to lithium plating, which can cause safety concerns. This is especially important for the fast charging of Li-ion batteries in electric vehicles. In order to monitor and characterize the safety and degradation aspects of an electrochemical cell, a three-electrode setup can prove invaluable. This paper aims to provide a guide to constructing a three-electrode coin cell setup using the 2032-coin cell architecture, which is easy to produce, reliable, and cost-effective.

Three-electrode cells are useful in studying the electrochemistry of lithium-ion batteries. Such an electrochemical setup allows the phenomena associated with the cathode and anode to be decoupled and examined independently. Here, we present a guide for construction and use of a three-electrode coin cell with emphasis on lithium plating analytics.

3 전극 동전 전지 준비 및 Electrodeposition 리튬-이온 배터리에 대 한 분석

As lithium-ion batteries find use in high energy and power applications, such as in electric and hybrid-electric vehicles, monitoring the degradation and ...

Application of Design Aspects in Uniaxial Loading Machine Development

In terms of accurate and precise mechanical testing, machines run the continuum. Whereas commercial platforms offer excellent accuracy, they can be cost-prohibitive, often priced in the $100,000 - $200,000 price range. At the other extreme are stand-alone manual devices that often lack repeatability and accuracy (e.g., a manual crank device). However, if a single use is indicated, it is over-engineering to design and machine something overly elaborate. Nonetheless, there are occasions where machines are designed and built in-house to accomplish a motion not attainable with the existing machines in the laboratory. Described in detail here is one such device. It is a loading platform that enables pure uniaxial loading. Standard loading machines typically are biaxial in that linear loading occurs along the axis and rotary loading occurs about the axis. During testing with these machines, a load is applied to one end of the specimen while the other end remains fixed. These systems are not capable of conducting pure axial testing in which tension/compression is applied equally to the specimen ends. The platform developed in this paper enables the equal and opposite loading of specimens. While it can be used for compression, here the focus is on its use in pure tensile loading. The device incorporates commercial load cells and actuators (movers) and, as is the case with machines built in-house, a frame is machined to hold the commercial parts and fixtures for testing.

Here we present a protocol to develop a pure uniaxial loading machine. Critical design aspects are employed to ensure accurate and reproducible testing results.

In terms of accurate and precise mechanical testing, machines run the continuum. Whereas commercial platforms offer excellent accuracy, they can be ...

3D Printing - Evaluating Particle Emissions of a 3D Printing Pen

Three-dimensional (3D) printing as a type of additive manufacturing shows continuing increase in application and consumer popularity. The fused filament fabrication (FFF) is an inexpensive method used most frequently by consumers. Studies with 3D printers have shown that during the printing process particulate and volatile substances are released. Handheld 3D printing pens also use the FFF method but the consumer&#8217;s proximity to the 3D pens gives reason to higher exposure compared to a 3D printer. At the same time, 3D printing pens are often marketed for children who could be more sensitive to the printing emission. The aim of this study was to implement a low cost method to analyze the emissions of 3D printing pens. Polylactide (PLA) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) filaments of different colors were tested. In addition, filaments containing metal and carbon nanotubes (CNTs) were analyzed. An 18.5 L chamber and sampling close to the emission source was used to characterize emissions and concentrations near the breathing zone of the user.
Particle emissions and particle size distributions were measured and the potential release of metal particles and CNTs investigated. Particle number concentrations were found in a range of 105 - 106 particles/cm3, which is comparable to previous reports from 3D printers. Transmission electron microscopy (TEM) analysis showed nanoparticles of the different thermoplastic materials as well as of metal particles and CNTs. High contents of metal were observed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).
These results call for a cautious use of 3D pens due to potential risk to the consumers.

This protocol presents a method to analyze the emission of 3D printing pens. Particle concentration and particle size distribution of the released particle is measured. Released particles are further analyzed with transmission electron microscopy (TEM). Metal content in filaments is quantified by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).

3D 프린팅 - 3D 프린팅 펜의 입자 배출 평가

Three-dimensional (3D) printing as a type of additive manufacturing shows continuing increase in application and consumer popularity. The fused filament ...

Solution Blow Spinning of Polymeric Nano-Composite Fibers for Personal Protective Equipment

Light-weight, protective armor systems typically consist of high modulus (&#62;109 MPa) and high-strength polymeric fibers held in place with an elastic resin material (binder) to form a non-woven, unidirectional laminate. While significant efforts have focused on improving the mechanical properties of the high-strength fibers, little work has been undertaken to improve the properties of the binder materials. To improve the performance of these elastomeric polymer binders, a relatively new and simple fabrication process, known as solution blow spinning, was used. This technique is capable of producing sheets or webs of fibers with average diameters ranging from the nanoscale to the microscale. To achieve this, a solution blow spinning (SBS) apparatus has been designed and built in the laboratory to fabricate non-woven fiber mats from polymer elastomer solutions.
In this study, a commonly used binder material, a styrene-butadiene-styrene block-co-polymer dissolved in tetrahydrofuran, was used to produce nanocomposite fiber mats by adding metallic nanoparticles (NPs), such as iron oxide NPs, that were encapsulated with silicon oil and thus incorporated in the fibers formed via the SBS process. The protocol described in this work will discuss the effects of the various critical parameters involved in the SBS process, including the polymer molar mass, the selection of the thermodynamically appropriate solvent, the polymer concentration in solution, and the carrier gas pressure to assist others in performing similar experiments, as well as provide guidance to optimize the configuration of the experimental setup. The structural integrity and morphology of the resultant non-woven fiber mats were examined using scanning electron microscopy (SEM) and elemental X-ray analysis via energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The goal of this study is to evaluate the effects of the various experimental parameters and material selections to optimize the structure and morphology of the SBS fiber mats.

The primary goal of this study is to describe a protocol to prepare polymeric fiber mats with consistent morphology via solution blow spinning (SBS). We aim to use SBS to develop novel, tunable, flexible polymeric fiber nanocomposites for various applications, including protective materials, by incorporating nanoparticles in a polymer-elastomer matrix.

개인 보호 장비용 고분자 나노 복합 섬유의 용액 블로우 방사

Light-weight, protective armor systems typically consist of high modulus (&#62;109 MPa) and high-strength polymeric fibers held in place with an elastic ...

Evaluating the Electrochemical Properties of Supercapacitors using the Three-Electrode System

The three-electrode system is a basic and general analytical platform for investigating the electrochemical performance and characteristics of energy storage systems at the material level. Supercapacitors are one of the most important emergent energy storage systems developed in the past decade. Here, the electrochemical performance of a supercapacitor was evaluated using a three-electrode system with a potentiostat device. The three-electrode system consisted of a working electrode (WE), reference electrode (RE), and counter electrode (CE). The WE is the electrode where the potential is controlled and the current is measured, and it is the target of research. The RE acts as a reference for measuring and controlling the potential of the system, and the CE is used to complete the closed circuit to enable electrochemical measurements. This system provides accurate analytical results for evaluating electrochemical parameters such as the specific capacitance, stability, and impedance through cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge-discharge (GCD), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Several experimental design protocols are proposed by controlling the parameter values of the sequence when using a three-electrode system with a potentiostat device to evaluate the electrochemical performance of supercapacitors. Through these protocols, the researcher can set up a three-electrode system to obtain reasonable electrochemical results for assessing the performance of supercapacitors.

The protocol describes the evaluation of various electrochemical properties of supercapacitors using a three-electrode system with a potentiostat device.

The three-electrode system is a basic and general analytical platform for investigating the electrochemical performance and characteristics of energy ...

The Immersive Cleveland Clinic Virtual Reality Shopping Platform for the Assessment of Instrumental Activities of Daily Living

A decline in the performance of instrumental activities of daily living (IADLs) has been proposed as a prodromal marker of neurological disease. Existing clinical and performance-based IADL assessments are not feasible for integration into clinical medicine. Virtual reality (VR) is a powerful yet underutilized tool that could advance the diagnosis and treatment of neurological disease. An impediment to the adoption and scaling of VR in clinical neurology is VR-related sickness resulting from sensory inconsistencies between the visual and vestibular systems (i.e., locomotion problem).
The Cleveland Clinic Virtual Reality Shopping (CC-VRS) platform attempts to solve the locomotion problem by coupling an omnidirectional treadmill with high-resolution VR content, enabling the user to physically navigate a virtual grocery store to simulate shopping. The CC-VRS consists of Basic and Complex shopping experiences; both require walking 150 m and retrieving five items. The Complex experience has additional scenarios that increase the cognitive and motor demands of the task to better represent the continuum of activities associated with real-world shopping. The CC-VRS platform provides objective and quantitative biomechanical and cognitive outcomes related to the user&#39;s IADL performance. Initial data indicate that the CC-VRS results in minimal VR-sickness and is feasible and tolerable for older adults and patients with Parkinson&#39;s disease (PD). The considerations underlying the development, design, and hardware and software technology are reviewed, and initial models of integration into primary care and neurology are provided.

Virtual reality (VR) is a powerful yet underutilized approach to advance the diagnosis and treatment of neurological disease. The Cleveland Clinic Virtual Reality Shopping platform combines state-of-the-art VR content with an omnidirectional treadmill to quantify instrumental activities of daily living-a proposed prodromal marker of neurological disease.

몰입형 클리블랜드 클리닉 가상 현실 쇼핑 플랫폼 일상 생활의 도구 활동 평가

A decline in the performance of instrumental activities of daily living (IADLs) has been proposed as a prodromal marker of neurological disease. Existing ...

Development of Efficient OLEDs from Solution Deposition

The use of highly efficient organic emitters based on the thermally activated delayed fluorescence (TADF) concept is interesting due to their 100% internal quantum efficiency. Presented here is a solution deposition method for the fabrication of efficient organic light-emitting diodes (OLEDs) based on a TADF emitter in a simple device structure. This fast, low-cost, and efficient process can be used for all OLED emissive layers that follow the host-guest concept. The fundamental steps are described along with necessary information for further reproduction. The goal to establish a general protocol that can be easily adapted for principal organic emitters currently under study and development.

Presented here is a protocol for the fabrication of efficient, simple, solution-deposited organic light-emitting diodes with low roll-off.