Opracowanie interaktywnych rękawic symulujących wrażenie dotyku w środowisku wirtualnym obiektów o zróżnicowanej temperaturze

Kierownik projektu: dr inż. Jarosław Jankowski

Streszczenie projektu:

Celem projektu było rozszerzenie możliwości prowadzenia szkoleń z wykorzystaniem technik rzeczywistości wirtualnej poprzez zaangażowanie zmysłu dotyku w trakcie symulacji z uwzględnieniem odczuć termicznych wynikających z dotyku obiektów wirtualnych o zmiennej temperaturze. Celem szczegółowym było opracowanie rękawicy pozwalającej na symulowanie ww. odczuć przy jednoczesnym śledzeniu ruchu palców i ręki w przestrzeni.

Celem 2. etapu było opracowanie rękawic w trzech wersjach wraz ze sterownikiem oraz środowiska wirtualnego i oprogramowania komputerowego umożliwiającego przeprowadzenie testów metod symulowania wrażeń zmysłowych związanych z manipulowaniem przedmiotami w środowisku rzeczywistości wirtualnej.

W ramach realizacji 2. etapu projektu wykonano i przetestowano rękawice wraz ze sterownikiem i oprogramowaniem w trzech wersjach: wersja I – rękawice śledzące ruch wybranych palców i ręki w przestrzeni, wersja II – rękawice śledzące ruch wybranych palców i ręki w przestrzeni oraz symulujące wrażenie dotyku elementów w środowisku wirtualnym, wersja III – rękawice śledzące ruch wybranych palców i ręki w przestrzeni oraz symulujące wrażenie dotyku elementów o zmiennej temperaturze w środowisku wirtualnym. Rękawice te dostosowano do dwóch najbardziej popularnych systemów rzeczywistości wirtualnej, tj. HTC Vive oraz Oculus Rift. W celu możliwości użytkowania i testowania urządzenia nasobnego opracowano wstępny skrypt integrujący opracowywane rękawice z popularnym programem do tworzenia aplikacji rzeczywistości wirtualnej Unity 3D wraz z modelem rąk oraz opracowano środowisko wirtualne do testowania zakładanych funkcjonalności rękawic.

Projekt IV.PB.09. Rękawice śledzące ruch wybranych palców oraz ręki w przestrzeni oraz symulujące wrażenie dotyku elementów o zmiennej temperaturze w środowisku wirtualnym

Celem 3. etapu było dokonanie oceny opracowanych trzech wersji rękawic rzeczywistości wirtualnej w oparciu o analizę wyników uzyskanych podczas testów z udziałem ochotników.

W ramach realizacji 3. etapu projektu wykonano i przetestowano rękawice wraz ze sterownikiem i oprogramowaniem w trzech finalnych wersjach prototypów: wersja I ‒ rękawice śledzące ruch wybranych palców oraz ręki w przestrzeni, wersja II ‒ rękawice śledzące ruch wybranych palców oraz ręki w przestrzeni oraz symulujące wrażenie dotyku elementów w środowisku wirtualnym, wersja III ‒ rękawice śledzące ruch wybranych palców oraz ręki w przestrzeni oraz symulujące wrażenie dotyku elementów o zmiennej temperaturze w środowisku wirtualnym. Rękawice te, po uzyskaniu pozytywnej opinii komisji etyki badań naukowych, zostały przetestowane z udziałem 30 osób. Analiza wyników wskazała na wysoką ocenę użyteczności, tj. 79, 80, 76 odpowiednio dla wersji I, II oraz III rękawicy. Opracowane rękawice (wszystkie wersje) są akceptowalne przez potencjalnych użytkowników na poziomie około 4,6 (w skali 1–7). Analiza kwestionariusza NASA-TLX wskazała na wysoką ocenę wydajności pracy uczestników podczas symulacji z wykorzystaniem opracowanych rękawic (poziom ok. 16 w skali 1–20) przy niskiej subiektywnej ocenie wysiłku, obciążenia fizycznego i psychicznego. Stosowane rękawice (wszystkie wersje) wpłynęły również na wysokie oceny poszczególnych wskaźników kwestionariusza obecności przestrzennej, w szczególności – obecność przestrzenna: możliwe zachowania (4.3 w skali 1-5) przy równie wysokim zaangażowaniu uwagi.

Wykonano również dokumentacje techniczne opracowanych prototypów oraz przygotowano materiały informacyjne.

Wyniki 2. etapu projektu przedstawiono w 1 publikacji naukowej i zaprezentowano na 1 konferencji krajowej.

Wyniki 3. etapu projektu przedstawiono w 2 publikacjach naukowych oraz zaprezentowano na 1 konferencji krajowej.

Jednostka: Pracownia Technik Rzeczywistości Wirtualnej

Okres realizacji: 01.01.2020 – 31.12.2022