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

Författarna har inget att erkänna.

Alla material och metoder godkändes av etikkommittén vid Ulm University och genomfördes i enlighet med de godkända riktlinjerna. Alla deltagare gav sitt skriftliga informerade samtycke.
1. Skapa lämplig studiemiljö
OBS: Studien genomfördes i en kontrollerad miljö för att hantera den komplexa hårdvaruinställningen. De använda smartglasögonen för mixad verklighet (se Table of Materials) och den bärbara datorn för 2D-applikationen förkla...

<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>

När det gäller den utvecklade applikationen mixed reality smartglasses (se Table of Materials) var två aspekter särskilt fördelaktiga. Användningen av rumsliga ljud för avvikarens detekteringsuppgift uppfattades positivt å ena sidan (se resultaten av RQ3). Å andra sidan uppfattades användningen av röstkommandon också positivt (se figur 10).
När det gäller studiedeltagarna, även om antalet rekryterade deltagare var ganska litet för ...

Virtuella verklighetslösningar (VR-lösningar) blir allt viktigare inom olika områden. Ofta, med VR-lösningar (inklusive Virtual Reality, Mixed Reality och Augmented Reality), ska utförandet av många dagliga uppgifter och procedurer underlättas. Till exempel inom fordonsdomänen kan konfigurationsproceduren för en bil stödjas med hjälp av Virtual Reality1 (VR). Forskare och praktiker har undersökt och utvecklat en mängd olika tillvägagångssätt och lösningar i detta sammanhang. Studier som undersöker användbarhetsaspekter är dock fortfarande sällsynta. I allmänhet bör aspekterna övervägas mot bakgrund av två viktiga frågor. Först måste det utvärderas om en VR-lösning faktiskt överträffar ett tillvägagångssätt som inte använder VR-tekniker. För det andra, eftersom VR-lösningar huvudsakligen förlitar sig på tunga och komplexa hårdvaruenheter, bör parametrar som bärkomfort och mental ansträngning undersökas mer ingående. Dessutom bör de nämnda aspekterna alltid undersökas med avseende på det aktuella tillämpningsområdet. Även om många befintliga tillvägagångssätt ser behovet av att undersöka dessa frågor2, finns det färre studier som har presenterat resultat.
Ett forskningsämne inom VR, som för närvarande är viktigt, betecknas med immersiv analys. Det härrör från forskningsområdet visuell analys, som försöker inkludera den mänskliga uppfattningen i analysuppgifter. Denna process är också känd som visuell datautvinning4. Immersiv analys innehåller ämnen från datavisualisering, visuell analys, virtuell verklighet, datorgrafik och människa-datorinteraktion5. De senaste fördelarna med huvudmonterade skärmar (HMD) ledde till förbättrade möjligheter att utforska data på ett uppslukande sätt. Längs dessa trender uppstår nya utmaningar och forskningsfrågor, som utvecklingen av nya interaktionssystem, behovet av att undersöka användartrötthet eller utvecklingen av sofistikerade 3D-visualiseringar6. I en tidigare publikation6 diskuteras viktiga principer för immersiv analys. Mot bakgrund av big data behövs metoder som immersiv analys mer och mer för att möjliggöra en bättre analys av komplexa datapooler. Det finns endast ett fåtal studier som undersöker användbarhetsaspekter av integrerande analyslösningar. Dessutom bör området i fråga också beaktas i sådana studier. I detta arbete utvecklades en immersiv analysprototyp, och baserat på det, ett protokoll som undersöker den utvecklade lösningen för Industri 4.0-scenarier. Protokollet utnyttjar därmed erfarenhetsmetod2, som bygger på subjektiva, prestationsmässiga och fysiologiska aspekter. I det aktuella protokollet mäts de subjektiva aspekterna genom upplevd stress hos studieanvändarna. Prestanda mäts i sin tur genom den tid som krävs och fel som görs för att utföra analysuppgifter. Slutligen mätte en hudkonduktanssensor fysiologiska parametrar. De två första måtten kommer att presenteras i detta arbete, medan den uppmätta hudkonduktansen kräver ytterligare insatser för att utvärderas.
Den presenterade studien involverar flera forskningsområden, särskilt neurovetenskapliga aspekter och informationssystem. Intressant nog har överväganden om neurovetenskapliga aspekter av informationssystem nyligen uppmärksammats av flera forskargrupper7,8, vilket visar efterfrågan på att utforska användningen av IT-system också ur kognitiv synvinkel. Ett annat område som är relevant för detta arbete är undersökning av mänskliga faktorer i informationssystem 9,10,11. Inom området människa-datorinteraktion finns instrument för att undersöka användbarheten av en lösning. Observera att System Usability Scale huvudsakligen används i detta sammanhang12. Thinking Aloud Protocols13 är en annan allmänt använd studieteknik för att lära sig mer om användningen av informationssystem. Även om det finns många metoder för att mäta användbarhetsaspekter av informationssystem, och några av dem har presenterats för länge sedan14, uppstår fortfarande frågor som kräver att man undersöker nya åtgärder eller studiemetoder. Därför är forskning inom detta område mycket aktiv12,15,16.
I det följande kommer orsakerna att diskuteras varför två övervägande använda metoder inte har beaktats i det aktuella arbetet. För det första användes inte skalan för systemanvändbarhet. Skalan bygger på tio frågor17 och dess användning finns även i flera andra VR-studier18. Eftersom denna studie huvudsakligen syftar till mätning av stress19 var ett stressrelaterat frågeformulär mer lämpligt. För det andra användes inget Thinking Aloud Protocol20. Även om denna protokolltyp har visat sin användbarhet i allmänhet13, användes den inte här eftersom stressnivån hos studieanvändare kan öka endast på grund av att think aloud-sessionen måste utföras parallellt med användningen av en tung och komplex VR-enhet. Även om dessa två tekniker inte har använts, har resultaten från andra nyligen genomförda studier införlivats i den aktuella studien. Till exempel, i tidigare verk21,22, skiljer författarna mellan nybörjare och experter i sina studier. Baserat på det framgångsrika resultatet av dessa studier använder det aktuella protokollet denna presenterade separation av studieanvändare. Stressmätningen bygger i sin tur på idéer från följande verk 15,19,21,22.
Först, för att genomföra studien, måste ett lämpligt Industri 4.0-scenario hittas för att utföra analytiska uppgifter. Inspirerade av ett annat arbete av författarna23 har två scenarier (dvs. analysuppgifterna) identifierats, (1) Detektion av avvikande värden och (2) Erkännande av kluster. Båda scenarierna är utmanande och är mycket relevanta i samband med underhåll av produktionsmaskiner med hög genomströmning. Baserat på detta beslut har sex viktiga överväganden drivit studieprotokollet som presenteras i detta arbete:
<ol><li>Lösningen som utvecklats för studien kommer att vara tekniskt baserad på smartglasögon med mixad verklighet (se Table of Materials) och kommer att utvecklas som en mixed reality-applikation.</li>
	<li>Ett lämpligt test måste utvecklas, vilket kan skilja nybörjare från avancerade användare.</li>
	<li>Prestationsmått bör ta hänsyn till tid och fel.</li>
	<li>Ett skrivbordsprogram måste utvecklas, vilket kan jämföras med den integrerande analyslösningen.</li>
	<li>Ett mått måste tillämpas för att utvärdera den upplevda stressnivån.</li>
	<li>Utöver den senare punkten ska funktioner utvecklas för att mildra stressnivån medan en användare utför proceduren för de två nämnda analysuppgifterna (dvs. (1) detektering av avvikande värden och (2) igenkänning av kluster).</li>
</ol>Baserat på de sex nämnda punkterna innehåller studieprotokollet följande procedur. Uppgifter för avvikande identifiering och klusterigenkänningsanalys måste utföras på ett integrerande sätt med smartglasögon för mixad verklighet (se materialtabell). Därför utvecklades en ny applikation. Rumsliga ljud ska underlätta utförandet av analysuppgifter utan att öka den mentala ansträngningen. En röstfunktion ska underlätta navigeringen som används för den utvecklade tillämpningen av smartglasögon för mixad verklighet (se Materialförteckning). Ett test av mental rotation ska ligga till grund för att skilja nybörjare från avancerade användare. Stressnivån mäts utifrån ett frågeformulär. Prestanda utvärderas i sin tur baserat på den (1) tid som en användare behöver för analysuppgifterna och baserat på de (2) fel som gjordes av en användare för analysuppgifterna. Prestandan i smartglass med mixad verklighet jämförs med utförandet av samma uppgifter i ett nyutvecklat och jämförbart 2D-skrivbordsprogram. Dessutom används en hudkonduktansanordning för att mäta hudens konduktansnivå som en möjlig indikator för stress. Resultaten av denna mätning är föremål för ytterligare analys och kommer inte att diskuteras i detta arbete. Författarna avslöjade i en annan studie med samma enhet att ytterligare överväganden krävs24.
Baserat på detta protokoll behandlas följande fem forskningsfrågor (RQ):
RQ1: Påverkar deltagarnas rumsliga fantasiförmåga utförandet av uppgifter avsevärt? RQ2: Finns det en betydande förändring av uppgiftsprestanda över tid? RQ3: Sker det en betydande förändring av uppgiftsprestanda när du använder rumsliga ljud i den integrerande analyslösningen? RQ4: Upplevs den utvecklade immersiva analysen stressande av användarna? RQ5: Presterar användarna bättre när de använder en integrerande analyslösning jämfört med en 2D-metod?
Figur 1 sammanfattar det presenterade protokollet med avseende på två skalor. Den visar de utvecklade och använda åtgärderna och deras nyhet med avseende på interaktionsnivån. Eftersom interaktionsnivån utgör en viktig aspekt vid utveckling av funktioner för en VR-inställning ska figur 1 bättre visa nyheten i hela protokollet som utvecklats i detta arbete. Även om utvärderingen av aspekterna inom de två använda skalorna är subjektiv, baseras deras övergripande utvärdering på det aktuella relaterade arbetet och följande viktiga överväganden: En viktig princip är användningen av abstraktioner av en miljö för en naturlig interaktion, där användaren har blivit anpassad. När det gäller det aktuella protokollet verkar visualiseringen av punktmoln vara intuitiv för användare och igenkänningen av mönster i sådana moln har erkänts som en hanterbar uppgift i allmänhet. En annan viktig princip är att överlappa överkomliga priser. Härmed är användningen av rumsliga ljud som används i det aktuella protokollet ett exempel, eftersom de korrelerar med närheten till ett sökt objekt. Författarna rekommenderar att ställa in representationerna på ett sätt så att den mesta informationen ligger i mellanzonen, vilket är viktigast för mänsklig uppfattning. Anledningen till att författarna inte inkluderade denna princip var att uppmuntra användaren att hitta den bästa platsen själv samt att försöka orientera sig i ett datavisualiseringsutrymme, som är för stort för att visas på en gång. I det presenterade tillvägagångssättet gjordes inga ytterligare överväganden om egenskaperna hos de 3D-data som skulle visas. Om en dimension antas vara tidsmässig kan spridningsdiagram till exempel ha visats. Författarna anser att denna typ av visualisering generellt är intressant i samband med Industri 4.0. Det måste dock fokuseras på en ganska liten uppsättning visualiseringar. Dessutom fokuserade en tidigare publikation redan på samarbetsanalys av data. I detta arbete exkluderades denna forskningsfråga på grund av komplexiteten hos de andra behandlade frågorna i denna studie. I den presenterade installationen här kan användaren utforska det uppslukande utrymmet genom att gå runt. Andra metoder erbjuder styrenheter att utforska det virtuella utrymmet. I denna studie ligger fokus på användbarheten med hjälp av System Usability Scale (SUS). En annan tidigare publikation har genomfört en studie för ekonomiska experter, men med VR-headset. I allmänhet, och viktigast av allt, klagar denna studie på det begränsade synfältet för andra enheter som de använda smartglasögonen för blandad verklighet i detta arbete (se materialförteckning). Deras resultat visar att nybörjare inom VR-området kunde använda analysverktyget effektivt. Detta matchar erfarenheterna från denna studie, även om nybörjare i detta arbete inte klassificerades för att ha VR- eller spelupplevelser. Till skillnad från de flesta VR-lösningar är mixad verklighet inte fast vid en position eftersom den gör det möjligt att spåra den verkliga miljön. VR-tillvägagångssätt som att nämna användningen av speciella stolar för en 360 ° -upplevelse för att befria användaren från skrivbordet. Författarna till indikerar att uppfattningsproblem påverkar prestandan för uppslukande analys; Till exempel genom att använda skuggor. För den aktuella studien är detta inte genomförbart, eftersom de använda smartglasögonen med mixad verklighet (se materialtabell) inte kan visa skuggor. En lösning kan vara ett virtuellt golv, men en sådan inställning låg utanför ramen för denna studie. En undersökningsstudie inom området immersiv analys identifierade 3D-spridningsdiagram som en av de vanligaste representationerna av flerdimensionella data. Sammantaget kan de aspekter som visas i figur 1 för närvarande inte hittas sammanställda till ett protokoll som undersöker användbarhetsaspekter av integrerande analys för Industri 4.0-scenarier.

<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

Inom medicin eller industri krävs alltmer analys av högdimensionella datamängder. Tillgängliga tekniska lösningar är dock ofta komplexa att använda. Därför är nya metoder som immersiv analys välkomna. Integrerande analys lovar att uppleva högdimensionella datauppsättningar på ett bekvämt sätt för olika användargrupper och datauppsättningar. Tekniskt sett används virtuella verklighetsenheter för att möjliggöra integrerande analys. I Industri 4.0 eftersträvas till exempel scenarier som identifiering av avvikande värden eller avvikelser i högdimensionella datauppsättningar som mål för integrerande analys. I detta sammanhang bör två viktiga frågor tas upp för alla utvecklade tekniska lösningar på immersiv analys: För det första, är de tekniska lösningarna till hjälp eller inte? För det andra, är den kroppsliga upplevelsen av den tekniska lösningen positiv eller negativ? Den första frågan syftar till den allmänna genomförbarheten av en teknisk lösning, medan den andra syftar till bärkomforten. Befintliga studier och protokoll, som systematiskt behandlar dessa frågor, är fortfarande sällsynta. I detta arbete presenteras ett studieprotokoll som huvudsakligen undersöker användbarheten för immersiv analys i Industri 4.0-scenarier. Närmare bestämt bygger protokollet på fyra pelare. Först kategoriserar den användare baserat på tidigare erfarenheter. För det andra presenteras uppgifter som kan användas för att utvärdera genomförbarheten av den tekniska lösningen. För det tredje presenteras åtgärder som kvantifierar en användares inlärningseffekt. För det fjärde utvärderar ett frågeformulär stressnivån när man utför uppgifter. Baserat på dessa pelare implementerades en teknisk inställning som använder smartglasögon med mixad verklighet för att tillämpa studieprotokollet. Resultaten av den genomförda studien visar protokollets tillämplighet å ena sidan och genomförbarheten av immersiv analys i Industri 4.0-scenarier å andra sidan. Det presenterade protokollet innehåller en diskussion om upptäckta begränsningar.

Ställa in åtgärder för experimentet För avvikande identifieringsuppgiften definierades följande prestandamått: tid, bana och vinkel. Se figur 6 för mätningarna.
Tiden registrerades tills en rödmarkerad punkt (dvs. avvikaren) hittades. Detta prestationsmått anger hur lång tid en deltagare behövde för att hitta den rödmarkerade punkten. Tid betecknas som variabeln "tid" (i millisekunder) i resultaten.
Me...

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

Det här protokollet beskriver den tekniska inställningen för ett utvecklat program för mixad verklighet som används för integrerande analys. Utifrån detta presenteras mått som använts i en studie för att få insikter i användbarhetsaspekter av den utvecklade tekniska lösningen.

Utvärdera användbarhetsaspekter av en lösning för mixad verklighet för integrerande analys i Industri 4.0-scenarier

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

Upptäckt och Återvinning av palladium, guld och kobolt Metals från Urban Mine Använda Nya Sensorer / Adsorbents Utsedda med Nanoscale Wagon-hjulformade porer

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

Gain-kompensation Metodik för en sinus Scan av en galvanometerspegel i proportional-integral-differentialkontroll Använda förbetoning Techniques

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

Tre-elektrod Coin Cell förberedelse och elektroavsättning Analytics för litiumjonbatterier

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

Tillämpningen av designaspekter i enaxiella lastning maskin utveckling

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-kresol koncentration online mätning baserad på nära infraröd spektroskopi via partiell minst kvadrat regression

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

3D-utskrift - Utvärdera partikelutsläpp av en 3D-utskriftspenna

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

Utarbetad kontroll av bläckstråleskrivare för tillverkning av chipbaserade superkondensatorer

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

Utvärdering av de elektrokemiska egenskaperna hos superkondensatorer med hjälp av treelektrodsystemet

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

Den uppslukande Cleveland Clinic Virtual Reality Shopping Platform för bedömning av instrumentella aktiviteter i det dagliga livet

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