Name: evaluating usability aspects of a mixed reality solution for immersive analytics in industry 4.0 scenarios
Uploaded: 2020-10-06T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Evaluating Usability Aspects of a Mixed Reality Solution for Immersive Analytics in Industry 4.0 Scenarios at JoVE.com

ليس لدى المؤلفين ما يعترفون به.

تمت الموافقة على جميع المواد والأساليب من قبل لجنة الأخلاقيات بجامعة أولم ، وتم تنفيذها وفقا للمبادئ التوجيهية المعتمدة. وقدم جميع المشاركين موافقتهم الخطية المستنيرة.
1. تهيئة بيئة دراسية مناسبة
ملاحظة: أجريت الدراسة في بيئة خاضعة للرقابة للتعامل مع إعداد ا?...

<ol>
	<li>Korinth, M., Sommer-Dittrich, T., Reichert, M., Pryss, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+Evaluation+of+a+Virtual+Reality-Based+Car+Configuration+Concept.">Design and Evaluation of a Virtual Reality-Based Car Configuration Concept.</a> Science and Information Conference. , 169-189 (2019).</li><li>Whalen, T. E., No&#235;l, S., Stewart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+the+human+side+of+virtual+reality.">Measuring the human side of virtual reality.</a> IEEE International Symposium on Virtual Environments, Human-Computer Interfaces and Measurement Systems, 2003. , 8-12 (2003).</li><li>Martens, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=It+feels+real:+physiological+responses+to+a+stressful+virtual+reality+environment+and+its+impact+on+working+memory.">It feels real: physiological responses to a stressful virtual reality environment and its impact on working memory.</a> Journal of Psychopharmacology. 33 (10), 1264-1273 (2019).</li><li>Keim, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Information+visualization+and+visual+data+mining.">Information visualization and visual data mining.</a> IEEE transactions on Visualization and Computer Graphics. 8 (1), 1-8 (2002).</li><li>Dwyer, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immersive+analytics:+An+introduction.">Immersive analytics: An introduction.</a> Immersive analytics. , 1-23 (2018).</li><li>Moloney, J., Spehar, B., Globa, A., Wang, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+affordance+of+virtual+reality+to+enable+the+sensory+representation+of+multi-dimensional+data+for+immersive+analytics:+from+experience+to+insight.">The affordance of virtual reality to enable the sensory representation of multi-dimensional data for immersive analytics: from experience to insight.</a> Journal of Big Data. 5 (1), 53 (2018).</li><li>Davis, F. D., Riedl, R., Vom Brocke, J., L&#233;ger, P. M., Randolph, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Information Systems and Neuroscience. , (2018).</li><li>Huckins, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fusing+mobile+phone+sensing+and+brain+imaging+to+assess+depression+in+college+students.">Fusing mobile phone sensing and brain imaging to assess depression in college students.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 248 (2019).</li><li>Preece, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Human-computer interaction. , (1994).</li><li>Card, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The psychology of human-computer interaction. , (2018).</li><li>Pelayo, S., Senathirajah, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+factors+and+sociotechnical+issues.">Human factors and sociotechnical issues.</a> Yearbook of Medical Informatics. 28 (01), 078-080 (2019).</li><li>Bangor, A., Kortum, P., Miller, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determining+what+individual+SUS+scores+mean:+adding+an+adjective+rating+scale.">Determining what individual SUS scores mean: adding an adjective rating scale.</a> Journal of Usability Studies. 4 (3), 114-123 (2009).</li><li>Krahmer, E., Ummelen, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thinking+about+thinking+aloud:+A+comparison+of+two+verbal+protocols+for+usability+testing.">Thinking about thinking aloud: A comparison of two verbal protocols for usability testing.</a> IEEE Transactions on Professional Communication. 47 (2), 105-117 (2004).</li><li>Hornb&#230;k, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+practice+in+measuring+usability:+Challenges+to+usability+studies+and+research.">Current practice in measuring usability: Challenges to usability studies and research.</a> International Journal of Human-Computer Studies. 64 (2), 79-102 (2006).</li><li>Peppa, V., Lysikatos, S., Metaxas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human-Computer+interaction+and+usability+testing:+Application+adoption+on+B2C+websites.">Human-Computer interaction and usability testing: Application adoption on B2C websites.</a> Global Journal of Engineering Education. 14 (1), 112-118 (2012).</li><li>Alwashmi, M. F., Hawboldt, J., Davis, E., Fetters, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+iterative+convergent+design+for+mobile+health+usability+testing:+mixed-methods+approach.">The iterative convergent design for mobile health usability testing: mixed-methods approach.</a> JMIR mHealth and uHealth. 7 (4), 11656 (2019).</li><li>System Usability Scale (SUS). Assistant Secretary for Public Affairs Available from: <a target="_blank" href="https://www.hhs.gov/about/agencies/aspa/how-to-and-tools/methods/system-usability-scale.html">https://www.hhs.gov/about/agencies/aspa/how-to-and-tools/methods/system-usability-scale.html</a> (2013)</li><li>Fang, Y. M., Lin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Usability+Testing+of+VR+Interface+for+Tourism+Apps.">The Usability Testing of VR Interface for Tourism Apps.</a> Applied Sciences. 9 (16), 3215 (2019).</li><li>Pryss, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+the+Time+Trend+of+Stress+Levels+While+Using+the+Crowdsensing+Mobile+Health+Platform,+TrackYourStress,+and+the+Influence+of+Perceived+Stress+Reactivity:+Ecological+Momentary+Assessment+Pilot+Study.">Exploring the Time Trend of Stress Levels While Using the Crowdsensing Mobile Health Platform, TrackYourStress, and the Influence of Perceived Stress Reactivity: Ecological Momentary Assessment Pilot Study.</a> JMIR mHealth and uHealth. 7 (10), 13978 (2019).</li><li>Zugal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+expressiveness+and+understandability+of+hierarchy+in+declarative+business+process+models.">Investigating expressiveness and understandability of hierarchy in declarative business process models.</a> Software &amp; Systems Modeling. 14 (3), 1081-1103 (2015).</li><li>Schobel, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learnability+of+a+configurator+empowering+end+users+to+create+mobile+data+collection+instruments:+usability+study.">Learnability of a configurator empowering end users to create mobile data collection instruments: usability study.</a> JMIR mHealth and uHealth. 6 (6), 148 (2018).</li><li>Schobel, J., Probst, T., Reichert, M., Schickler, M., Pryss, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enabling+Sophisticated+Lifecycle+Support+for+Mobile+Healthcare+Data+Collection+Applications.">Enabling Sophisticated Lifecycle Support for Mobile Healthcare Data Collection Applications.</a> IEEE Access. 7, 61204-61217 (2019).</li><li>Hoppenstedt, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dimensionality+Reduction+and+Subspace+Clustering+in+Mixed+Reality+for+Condition+Monitoring+of+High-Dimensional+Production+Data.">Dimensionality Reduction and Subspace Clustering in Mixed Reality for Condition Monitoring of High-Dimensional Production Data.</a> Sensors. 19 (18), 3903 (2019).</li><li>Winter, M., Pryss, R., Probst, T., Reichert, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+the+Applicability+of+Measuring+the+Electrodermal+Activity+in+the+Context+of+Process+Model+Comprehension:+Feasibility+Study.">Towards the Applicability of Measuring the Electrodermal Activity in the Context of Process Model Comprehension: Feasibility Study.</a> Sensors. 20, 4561 (2020).</li><li>Butscher, S., Hubenschmid, S., M&#252;ller, J., Fuchs, J., Reiterer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clusters,+trends,+and+outliers:+How+immersive+technologies+can+facilitate+the+collaborative+analysis+of+multidimensional+data.">Clusters, trends, and outliers: How immersive technologies can facilitate the collaborative analysis of multidimensional data.</a> Proceedings of the 2018 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems. , 1-12 (2018).</li><li>Wagner Filho, J. A., Rey, M. F., Freitas, C. M. D. S., Nedel, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immersive+analytics+of+dimensionally-reduced+data+scatterplots.">Immersive analytics of dimensionally-reduced data scatterplots.</a> 2nd Workshop on Immersive Analytics. , (2017).</li><li>Batch, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=There+is+no+spoon:+Evaluating+performance,+space+use,+and+presence+with+expert+domain+users+in+immersive+analytics.">There is no spoon: Evaluating performance, space use, and presence with expert domain users in immersive analytics.</a> IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. 26 (1), 536-546 (2019).</li><li>Towards hmd-based immersive analytics. HAL Available from: <a target="_blank" href="https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01631306">https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01631306</a> (2017)</li><li>Luboschik, M., Berger, P., Staadt, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+spatial+perception+issues+in+augmented+reality+based+immersive+analytics.">On spatial perception issues in augmented reality based immersive analytics.</a> Proceedings of the 2016 ACM Companion on Interactive Surfaces and Spaces. , 47-53 (2016).</li><li>Fonnet, A., Pri&#233;, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survey+of+Immersive+Analytics.">Survey of Immersive Analytics.</a> IEEE Transactions on Visualization and Computer. , (2019).</li><li>Spielberger, C. D., Gorsuch, R. L., Lushene, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=STAI+Manual+for+the+Stait-Trait+Anxiety+Inventory+(self-evaluation+questionnaire).">STAI Manual for the Stait-Trait Anxiety Inventory (self-evaluation questionnaire).</a> Consulting Psychologist. 22, 1-24 (1970).</li><li>Vandenberg, S. G., Kuse, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mental+rotations,+a+group+test+of+three-dimensional+spatial+visualization.">Mental rotations, a group test of three-dimensional spatial visualization.</a> Perceptual Motor Skills. 47 (2), 599-604 (1978).</li><li>H&#228;rtel, S., Gnam, J. P., L&#246;ffler, S., B&#246;s, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+energy+expenditure+using+accelerometers+and+activity-based+energy+models-Validation+of+a+new+device.">Estimation of energy expenditure using accelerometers and activity-based energy models-Validation of a new device.</a> European Review of Aging and Physical Activity. 8 (2), 109-114 (2011).</li><li>. RPY2: A Simple and Efficient Access to R from Python Available from: <a target="_blank" href="https://sourceforge.net/projects/rpy/">https://sourceforge.net/projects/rpy/</a> (2020)</li><li>Hoppenstedt, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applicability+of+immersive+analytics+in+mixed+reality:+Usability+study.">Applicability of immersive analytics in mixed reality: Usability study.</a> IEEE Access. 7, 71921-71932 (2019).</li><li>Hoppenstedt, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applicability+of+Immersive+Analytics+in+Mixed+Reality:+Usability+Study.">Applicability of Immersive Analytics in Mixed Reality: Usability Study.</a> IEEE Dataport. , (2019).</li></ol>

فيما يتعلق بتطبيق نظارات الواقع المختلط الذكية المطورة (انظر جدول المواد) ، كان هناك جانبان مفيدان بشكل خاص. تم إدراك استخدام الأصوات المكانية لمهمة الكشف عن القيم المتطرفة بشكل إيجابي من ناحية (انظر نتائج RQ3). من ناحية أخرى ، كان استخدام الأوامر الصوتية ينظر إليه بشكل إيجابي (انظر...

تتزايد أهمية حلول الواقع الافتراضي (حلول الواقع الافتراضي) في مختلف المجالات. في كثير من الأحيان ، مع حلول الواقع الافتراضي (بما في ذلك الواقع الافتراضي والواقع المختلط والواقع المعزز) ، يجب تسهيل إنجاز العديد من المهام والإجراءات اليومية. على سبيل المثال ، في مجال السيارات ، يمكن دعم إجراء تكوين السيارة باستخدام الواقع الافتراضي1 (VR). قام الباحثون والممارسون بالتحقيق وتطوير العديد من الأساليب والحلول في هذا السياق. ومع ذلك ، لا تزال الدراسات التي تبحث في جوانب قابلية الاستخدام نادرة. وبوجه عام، ينبغي النظر في الجوانب في ضوء مسألتين رئيسيتين. أولا ، يجب تقييم ما إذا كان حل الواقع الافتراضي يتفوق بالفعل على النهج الذي لا يستخدم تقنيات الواقع الافتراضي. ثانيا ، نظرا لأن حلول الواقع الافتراضي تعتمد بشكل أساسي على الأجهزة الثقيلة والمعقدة ، يجب التحقيق في معلمات مثل راحة الارتداء والجهد العقلي بشكل أكثر تعمقا. بالإضافة إلى ذلك ، يجب دائما التحقيق في الجوانب المذكورة فيما يتعلق بمجال التطبيق المعني. على الرغم من أن العديد من الأساليب الموجودة ترى الحاجة إلى التحقيق في هذه الأسئلة2 ، إلا أنه توجد دراسات أقل قدمت نتائج.
يشار إلى موضوع البحث في مجال الواقع الافتراضي ، وهو أمر مهم حاليا ، بتحليلات غامرة. وهو مشتق من مجال البحث في التحليلات المرئية ، والذي يحاول تضمين الإدراك البشري في مهام التحليلات. تعرف هذه العملية أيضا باسم استخراج البيانات المرئية4. تتضمن التحليلات الغامرة موضوعات من مجالات تصور البيانات والتحليلات المرئية والواقع الافتراضي ورسومات الكمبيوتر والتفاعل بين الإنسان والحاسوب5. أدت المزايا الحديثة في شاشات العرض المثبتة على الرأس (HMD) إلى تحسين إمكانيات استكشاف البيانات بطريقة غامرة. على طول هذه الاتجاهات ، تظهر تحديات جديدة وأسئلة بحثية ، مثل تطوير أنظمة تفاعل جديدة ، أو الحاجة إلى التحقيق في إجهاد المستخدم ، أو تطوير تصورات 3D متطورة6. في منشور سابق6 ، تمت مناقشة مبادئ مهمة للتحليلات الغامرة. في ضوء البيانات الضخمة ، هناك حاجة متزايدة إلى طرق مثل التحليلات الغامرة لتمكين تحليل أفضل لمجمعات البيانات المعقدة. لا يوجد سوى عدد قليل من الدراسات التي تبحث في جوانب قابلية الاستخدام لحلول التحليلات الغامرة. علاوة على ذلك ، ينبغي أيضا النظر في المجال أو المجال المعني في مثل هذه الدراسات. في هذا العمل ، تم تطوير نموذج أولي لتحليلات غامرة ، وبناء على ذلك ، بروتوكول يبحث في الحل المطور لسيناريوهات الصناعة 4.0. وبالتالي يستغل البروتوكول طريقة التجربة2 ، والتي تستند إلى الجوانب الذاتية والأداء والفسيولوجية. في البروتوكول المطروح ، يتم قياس الجوانب الذاتية من خلال الإجهاد المتصور لمستخدمي الدراسة. يتم قياس الأداء ، بدوره ، من خلال الوقت المطلوب والأخطاء التي يتم إجراؤها لإنجاز مهام التحليل. أخيرا ، قام مستشعر توصيل الجلد بقياس المعلمات الفسيولوجية. سيتم تقديم أول مقياسين في هذا العمل ، في حين أن توصيل الجلد المقاس يتطلب مزيدا من الجهود ليتم تقييمه.
تتضمن الدراسة المقدمة العديد من المجالات البحثية ، بما في ذلك جوانب علم الأعصاب ونظم المعلومات. ومن المثير للاهتمام ، أن الاعتبارات المتعلقة بجوانب علم الأعصاب في أنظمة المعلومات قد حظيت مؤخرا باهتمام العديد من المجموعات البحثية 7,8 ، مما يدل على الطلب على استكشاف استخدام أنظمة تكنولوجيا المعلومات أيضا من وجهة نظر معرفية. مجال آخر ذو صلة بهذا العمل يشكل التحقيق في العوامل البشرية لنظم المعلومات9،10،11. في مجال التفاعل بين الإنسان والحاسوب ، توجد أدوات للتحقيق في قابلية استخدام الحل. لاحظ أن مقياس قابلية استخدام النظام يستخدم بشكل أساسي في هذا السياق12. بروتوكولات التفكير بصوت عال13 هي تقنية دراسة أخرى مستخدمة على نطاق واسع لمعرفة المزيد حول استخدام أنظمة المعلومات. على الرغم من وجود العديد من الأساليب لقياس جوانب قابلية الاستخدام لنظم المعلومات ، وقد تم تقديم بعضها منذ فترة طويلة14 ، لا تزال هناك أسئلة تتطلب التحقيق في تدابير جديدة أو طرق دراسة. لذلك ، فإن البحث في هذا المجال نشط للغاية12،15،16.
في ما يلي ، سيتم مناقشة أسباب عدم النظر في طريقتين مستخدمتين بشكل شائع في العمل الحالي. أولا ، لم يتم استخدام مقياس قابلية استخدام النظام. يعتمد المقياس على عشرة أسئلة17 ويمكن العثور على استخدامه في العديد من دراسات الواقع الافتراضي الأخرى18 أيضا. نظرا لأن هذه الدراسة تهدف بشكل أساسي إلى قياس الإجهاد19 ، فقد كان الاستبيان المتعلق بالإجهاد أكثر ملاءمة. ثانيا ، لم يتم استخدام بروتوكول التفكير بصوت عال20. على الرغم من أن هذا النوع من البروتوكول قد أظهر فائدته بشكل عام13 ، إلا أنه لم يتم استخدامه هنا لأن مستوى الإجهاد لمستخدمي الدراسة قد يزيد فقط بسبب حقيقة أن جلسة التفكير بصوت عال يجب أن تتم بالتوازي مع استخدام جهاز VR ثقيل ومعقد. على الرغم من عدم استخدام هاتين التقنيتين ، فقد تم دمج نتائج الدراسات الحديثة الأخرى في الدراسة قيد البحث. على سبيل المثال ، في الأعمال السابقة21,22 ، يميز المؤلفون بين المبتدئين والخبراء في دراساتهم. بناء على النتيجة الناجحة لهذه الدراسات ، يستخدم البروتوكول الموجود هذا الفصل المقدم لمستخدمي الدراسة. يعتمد قياس الإجهاد ، بدوره ، على أفكار الأعمال التالية15،19،21،22.
في البداية ، لإجراء الدراسة ، يجب العثور على سيناريو مناسب للصناعة 4.0 لإنجاز المهام التحليلية. مستوحاة من عمل آخر للمؤلفين23 ، تم تحديد سيناريوهين (أي مهام التحليل) ، (1) الكشف عن القيم المتطرفة ، و (2) التعرف على المجموعات. كلا السيناريوهين صعبان ، وهما مهمان للغاية في سياق صيانة آلات الإنتاج عالية الإنتاجية. بناء على هذا القرار ، دفعت ستة اعتبارات رئيسية بروتوكول الدراسة المقدم في هذا العمل:
<ol><li>سيعتمد الحل الذي تم تطويره للدراسة تقنيا على نظارات الواقع المختلط الذكية (انظر جدول المواد) وسيتم تطويره كتطبيق للواقع المختلط.</li>
	<li>يجب تطوير اختبار مناسب قادر على التمييز بين المبتدئين والمستخدمين المتقدمين.</li>
	<li>يجب أن تأخذ مقاييس الأداء في الاعتبار الوقت والأخطاء.</li>
	<li>يجب تطوير تطبيق سطح المكتب ، والذي يمكن مقارنته بحل التحليلات الغامرة.</li>
	<li>يجب تطبيق مقياس لتقييم مستوى الإجهاد المدرك.</li>
	<li>بالإضافة إلى النقطة الأخيرة ، يجب تطوير الميزات للتخفيف من مستوى الإجهاد بينما ينجز المستخدم إجراء مهمتي التحليل المذكورتين (أي (1) الكشف عن القيم المتطرفة ، و (2) التعرف على المجموعات).</li>
</ol>بناء على النقاط الست المذكورة ، يتضمن بروتوكول الدراسة الإجراء التالي. يجب إنجاز مهام الكشف عن القيم الخارجية وتحليل التعرف على الكتلة بطريقة غامرة باستخدام نظارات الواقع المختلط الذكية (انظر جدول المواد). لذلك ، تم تطوير تطبيق جديد. يجب أن تسهل الأصوات المكانية أداء مهام التحليل دون زيادة الجهد الذهني. يجب أن تسهل ميزة الصوت التنقل المستخدم للتطبيق المطور للنظارات الذكية للواقع المختلط (انظر جدول المواد). يجب أن يكون اختبار الدوران العقلي هو الأساس لتمييز المبتدئين عن المستخدمين المتقدمين. يتم قياس مستوى التوتر بناء على استبيان. يتم تقييم الأداء بدوره استنادا إلى (1) الوقت الذي يحتاجه المستخدم لمهام التحليل ، واستنادا إلى الأخطاء (2) التي ارتكبها المستخدم لمهام التحليل. تتم مقارنة الأداء في الواقع المختلط smartglass مع إنجاز نفس المهام في تطبيق سطح المكتب 2D المطور حديثا والقابل للمقارنة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام جهاز توصيل الجلد لقياس مستوى توصيل الجلد كمؤشر محتمل للإجهاد. تخضع نتائج هذا القياس لمزيد من التحليل ولن تتم مناقشتها في هذا العمل. كشف المؤلفون في دراسة أخرى بنفس الجهاز أن هناك حاجة إلى اعتبارات إضافية24.
بناء على هذا البروتوكول ، يتم تناول الأسئلة البحثية الخمسة التالية (RQs):
RQ1: هل تؤثر قدرات الخيال المكاني للمشاركين على أداء المهام بشكل كبير؟ RQ2: هل هناك تغيير كبير في أداء المهمة بمرور الوقت؟ RQ3: هل هناك تغيير كبير في أداء المهمة عند استخدام الأصوات المكانية في حل التحليلات الغامرة؟ RQ4: هل ينظر المستخدمون إلى التحليلات الغامرة المطورة بأنها مرهقة؟ RQ5: هل يعمل المستخدمون بشكل أفضل عند استخدام حل تحليلات غامرة مقارنة بنهج 2D؟
يلخص الشكل 1 البروتوكول المقدم فيما يتعلق بجدولين. يوضح التدابير المطورة والمستخدمة وحداثتها فيما يتعلق بمستوى التفاعل. نظرا لأن مستوى التفاعل يشكل جانبا مهما عند تطوير ميزات لإعداد الواقع الافتراضي ، يجب أن يوضح الشكل 1 بشكل أفضل حداثة البروتوكول بأكمله الذي تم تطويره في هذا العمل. على الرغم من أن تقييم الجوانب داخل المقياسين المستخدمين غير موضوعي ، إلا أن تقييمهما العام يعتمد على العمل الحالي ذي الصلة والاعتبارات الرئيسية التالية: أحد المبادئ المهمة هو استخدام تجريدات البيئة للتفاعل الطبيعي ، والتي أصبح المستخدم متناغما معها. وفيما يتعلق بالبروتوكول قيد النظر، يبدو أن تصور السحب النقطية بديهي بالنسبة للمستعملين، وقد تم الاعتراف بالتعرف على الأنماط في هذه السحب كمهمة يمكن إدارتها بشكل عام. مبدأ مهم آخر يشكل تراكب التكاليف. بموجب هذا ، فإن استخدام الأصوات المكانية كما هو مستخدم في البروتوكول قيد الاستخدام هو مثال ، لأنها ترتبط بقرب كائن تم البحث عنه. يوصي المؤلفون بضبط التمثيلات بطريقة تقع فيها معظم المعلومات في المنطقة المتوسطة ، وهو الأمر الأكثر أهمية للإدراك البشري. كان السبب في عدم تضمين المؤلفين لهذا المبدأ هو تشجيع المستخدم على العثور على أفضل مكان بنفسه وكذلك محاولة توجيه أنفسهم في مساحة تصور البيانات ، وهي كبيرة جدا بحيث لا يمكن عرضها في وقت واحد. في النهج المقدم ، لم يتم إجراء أي اعتبارات أخرى لخصائص بيانات 3D التي سيتم عرضها. على سبيل المثال، إذا افترض أن البعد مؤقت، فيمكن عرض مخططات التشتت. يعتبر المؤلفون هذا النوع من التصور مثيرا للاهتمام بشكل عام في سياق الصناعة 4.0. ومع ذلك ، يجب أن تركز على مجموعة صغيرة بشكل معقول من التصورات. علاوة على ذلك ، ركز منشور سابق بالفعل على التحليل التعاوني للبيانات. في هذا العمل ، تم استبعاد هذا السؤال البحثي بسبب تعقيد القضايا الأخرى التي تم تناولها في هذه الدراسة. في الإعداد المقدم هنا ، يمكن للمستخدم استكشاف المساحة الغامرة من خلال التجول. تقدم الأساليب الأخرى وحدات تحكم لاستكشاف الفضاء الافتراضي. في هذه الدراسة ، يتم التركيز على قابلية الاستخدام باستخدام مقياس قابلية استخدام النظام (SUS). أجرى منشور سابق آخر دراسة للخبراء الاقتصاديين ، ولكن مع سماعات رأس VR. بشكل عام ، والأهم من ذلك ، تشكو هذه الدراسة من مجال الرؤية المحدود للأجهزة الأخرى مثل نظارات الواقع المختلط الذكية المستخدمة في هذا العمل (انظر جدول المواد). تظهر النتائج التي توصلوا إليها أن المبتدئين في مجال الواقع الافتراضي كانوا قادرين على استخدام الأداة التحليلية بكفاءة. يتطابق هذا مع تجارب هذه الدراسة ، على الرغم من أن المبتدئين في هذا العمل لم يتم تصنيفهم على أنهم يمتلكون تجارب VR أو الألعاب. على عكس معظم حلول الواقع الافتراضي ، لا يتم تثبيت الواقع المختلط في موضع لأنه يسمح بتتبع البيئة الحقيقية. نهج الواقع الافتراضي مثل ذكر استخدام كراسي خاصة لتجربة 360 درجة لتحرير المستخدم من سطح المكتب الخاص به. يشير مؤلفو إلى أن قضايا الإدراك تؤثر على أداء التحليلات الغامرة. على سبيل المثال، باستخدام الظلال. بالنسبة للدراسة المطروحة ، هذا غير ممكن ، لأن النظارات الذكية المستخدمة للواقع المختلط (انظر جدول المواد) غير قادرة على عرض الظلال. يمكن أن يكون الحل البديل عبارة عن أرضية افتراضية ، لكن مثل هذا الإعداد كان خارج نطاق هذه الدراسة. حددت دراسة استقصائية في مجال التحليلات الغامرة 3D scatterplots باعتبارها واحدة من التمثيلات الأكثر شيوعا للبيانات متعددة الأبعاد. إجمالا ، لا يمكن العثور على الجوانب الموضحة في الشكل 1 مجمعة حاليا في بروتوكول يبحث في جوانب قابلية الاستخدام للتحليلات الغامرة لسيناريوهات الصناعة 4.0.

<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

في الطب أو الصناعة ، هناك حاجة متزايدة إلى تحليل مجموعات البيانات عالية الأبعاد. ومع ذلك ، غالبا ما تكون الحلول التقنية المتاحة معقدة الاستخدام. لذلك ، نرحب بالأساليب الجديدة مثل التحليلات الغامرة. تعد التحليلات الغامرة بتجربة مجموعات البيانات عالية الأبعاد بطريقة ملائمة لمختلف مجموعات المستخدمين ومجموعات البيانات. من الناحية الفنية ، يتم استخدام أجهزة الواقع الافتراضي لتمكين التحليلات الغامرة. في الصناعة 4.0 ، على سبيل المثال ، سيناريوهات مثل تحديد القيم المتطرفة أو الحالات الشاذة في مجموعات البيانات عالية الأبعاد هي أهداف متابعة التحليلات الغامرة. في هذا السياق ، يجب معالجة سؤالين مهمين لأي حل تقني مطور بشأن التحليلات الغامرة: أولا ، هل الحلول التقنية مفيدة أم لا؟ ثانيا ، هل التجربة الجسدية للحل التقني إيجابية أم سلبية؟ يهدف السؤال الأول إلى الجدوى العامة للحل التقني ، بينما يهدف السؤال الثاني إلى راحة الارتداء. لا تزال الدراسات والبروتوكولات الموجودة ، التي تعالج هذه الأسئلة بشكل منهجي نادرة. في هذا العمل ، يتم تقديم بروتوكول دراسة ، والذي يبحث بشكل أساسي في قابلية الاستخدام للتحليلات الغامرة في سيناريوهات الصناعة 4.0. على وجه التحديد ، يعتمد البروتوكول على أربع ركائز. أولا ، يصنف المستخدمين بناء على التجارب السابقة. ثانيا ، يتم تقديم المهام ، والتي يمكن استخدامها لتقييم جدوى الحل التقني. ثالثا ، يتم تقديم المقاييس ، والتي تحدد تأثير التعلم للمستخدم. رابعا ، يقوم الاستبيان بتقييم مستوى التوتر عند أداء المهام. وبناء على هذه الركائز، تم تنفيذ إعداد تقني يستخدم نظارات الواقع المختلط الذكية لتطبيق بروتوكول الدراسة. تظهر نتائج الدراسة التي أجريت إمكانية تطبيق البروتوكول من ناحية وجدوى التحليلات الغامرة في سيناريوهات الصناعة 4.0 من ناحية أخرى. يتضمن البروتوكول المقدم مناقشة للقيود المكتشفة.

وضع تدابير للتجربة بالنسبة لمهمة الكشف عن القيم المتطرفة ، تم تحديد مقاييس الأداء التالية: الوقت والمسار والزاوية. انظر الشكل 6 للحصول على القياسات.
تم تسجيل الوقت حتى تم العثور على نقطة حمراء (أي القيم المتطرفة). يشير مقياس الأداء هذا إلى المدة ال?...

Watch this Scientific Journal Video about Evaluating Usability Aspects of a Mixed Reality Solution for Immersive Analytics in Industry 4.0 Scenarios at JoVE.com

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

يحدد هذا البروتوكول الإعداد الفني لتطبيق الواقع المختلط المطور المستخدم للتحليلات الغامرة. بناء على ذلك ، يتم تقديم التدابير ، والتي تم استخدامها في دراسة لاكتساب نظرة ثاقبة حول جوانب قابلية الاستخدام للحل التقني المطور.

تقييم جوانب قابلية الاستخدام لحل الواقع المختلط للتحليلات الغامرة في سيناريوهات الصناعة 4.0

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

Research

JoVE Journal

Engineering

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

كشف واستعادة البلاديوم والذهب والكوبالت المعادن من منجم الحضري عن طريق مجسات رواية / الممتزات مخصصة للمع النانو المسامات على شكل عجلة عربة

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

منهجية كسب تعويض لمسح خاص بالمنحنى من مرآة الجلفانومتر في النسبي-لا يتجزأ التفاضلية للسيطرة على استخدام تقنيات ما قبل التركيز

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

إعداد الخلية عمله ثلاثة-القطب وتحليلات اليكتروديبوسيشن لبطاريات الليثيوم أيون

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

تطبيق جوانب التصميم في تطوير آلة تحميل أونياكسيال

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

O-cresol Concentration Online Measurement Based On Near Infrared Spectroscopy Via Partial Least Square Regression

O-كريكول قياس التركيز علي الإنترنت استنادا إلى الاشعه تحت الحمراء بالقرب من الطيفي عن طريق الانحدار الجزئي الأقل مربع

Unlike macroscopic process variables, near-infrared spectroscopy provides process information at the molecular level and can significantly improve the ...

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

الطباعة ثلاثية الأبعاد - تقييم انبعاثات الجسيمات من قلم الطباعة ثلاثية الأبعاد

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

Elaborate Control of Inkjet Printer for Fabrication of Chip-based Supercapacitors

تحكم متقن في الطابعة النافثة للحبر لتصنيع المكثفات الفائقة القائمة على الرقائق

There are tremendous efforts in various fields to apply the inkjet printing method for the fabrication of wearable devices, displays, and energy storage ...

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

تقييم الخواص الكهروكيميائية للمكثفات الفائقة باستخدام نظام الأقطاب الثلاثة

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

منصة التسوق الغامرة في الواقع الافتراضي في كليفلاند كلينك لتقييم الأنشطة الفعالة للحياة اليومية

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