Kontrol Mühendisliği Eğitiminde Uygulanan Çevrimiçi Sanal Gerçeklik Ağ Tabanlı Kontrol Laboratuvarı

Özet

Bu çalışma, kullanıcılara VR cihazları tarafından desteklenen sürükleyici ve etkileşimli deney yetenekleri sağlayan WebVR tabanlı bir çevrimiçi sanal gerçeklik (VR) laboratuvar sistemini açıklamaktadır. Önerilen sistem, yalnızca çevrimiçi deneylere kullanıcı katılımının gerçekçiliğini artırmaya yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda çok çeşitli çevrimiçi laboratuvar çerçevelerine de uygulanabilir.

Özet

Online laboratuvarlar mühendislik eğitiminde önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada WebVR tabanlı bir sanal laboratuvar sistemi ele alınmaktadır. Kullanıcı, bir sanal gerçeklik (VR) cihazı aracılığıyla simüle edilmiş laboratuvar ortamına girer ve fiziksel bir laboratuvardaki uygulamalı deneylere benzer şekilde deney ekipmanı ile etkileşime girer. Ek olarak, önerilen sistem, kullanıcıların kendi kontrol algoritmalarını tasarlamalarına ve deney anlayışlarını geliştirmek için farklı kontrol parametrelerinin etkilerini gözlemlemelerine olanak tanır. Önerilen sanal laboratuvarın özelliklerini göstermek için, bu yazıda çift ters sarkaç sistemi üzerinde bir deney olan bir örnek verilmiştir. Deneysel sonuçlar, önerilen sistemin, kullanıcıların sürükleyici ve etkileşimli bir şekilde deney yapmalarına olanak tanıdığını ve kullanıcılara temel tasarımdan deneysel işleme kadar eksiksiz bir deneysel süreç sunduğunu göstermektedir. Herhangi bir sanal laboratuvarı eğitim ve öğretim için WebVR tabanlı bir sanal laboratuvara dönüştürmek için de bir çözüm sağlanır.

Giriş

İnternetin ilerlemesi ve mobil cihazların popülerleşmesiyle birlikte çevrimiçi eğitime olan talep artmaktadır¹. Özellikle, yaygın salgın dönemlerinde, geleneksel eğitim kurumları genellikle yüz yüze öğretimi etkili bir şekilde yürütmede zorluklarla karşılaşmaktadır ve bu da çevrimiçi eğitimin önemli bir pedagojik yaklaşım olarak önemini vurgulamaktadır². Teorik derslerin çevrimiçi platformlara aktarılması nispeten kolaydır. Uzaktan video konferans yazılımı ve kitlesel açık çevrimiçi kurslar (MOOC'ler) gibi araçların yardımıyla ^{yürütülebilirler.3}. Bununla birlikte, uygulamalı kurslar, kullanıcıları....

Protokol

Bu çalışma, Wuhan Üniversitesi'ndeki İnsan Araştırmaları Etik Komitesi'nin yönergelerini karşıladı ve tüm deneysel veriler için bilgilendirilmiş onam alındı. Bu yazıda, çift ters sarkaç sistemi için deneysel adımlar tartışılmış ve tüm adımlar WebVR tabanlı NCSLab'da gerçekleştirilmiştir.

1. WebVR tabanlı NCSLab sistemine erişin

1. WebVR'yi destekleyen bir web tarayıcısı açın. Sisteme erişmek için WebVR tabanlı NCSLab'ın Tekdüzen Kaynak Konum Belirleyicisi'ni (URL) girin.
2. NCSLab sistemine giriş yapmak için Deneyi Başlat düğmesine tıklayın. Sisteme ilk kez giriş yapıyorsanız, bir hesap kaydı ....

Tartışmalar

Sunulan protokol, kullanıcıların çevrimiçi VR deneyleri yapmalarını sağlayan, ancak aynı zamanda büyük ölçekli uygulama tanıtımına elverişli olan düşük maliyetli bir PC denetleyicisi²⁸ kullanan sanal bir laboratuvar sistemini tanımlamaktadır. Kullanıcılar, ilkeler ve algoritmalardan pratik deneysel işlemlere kadar tüm deneysel süreç hakkında bilgi edinebilirler. Bu sistem, kullanıcıların geleneksel fare ve klavye girişine olan bağımlılığı ortadan kaldırarak .......

Malzemeler

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