Экспериментальный макет тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарных
Цель. Разработать экспериментальный макет тренажера для подготовки спасателей-пожарных, включающий программное обеспечение и элементы имитации эффектов физических воздействий на обучающегося в условиях виртуальной реальности, а также исследовать влияние эффектов обратной тактильной связи на обучающи...
| Main Authors: | , , , , , , , , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
University of Сivil Protection
2022-08-01
|
| Series: | Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://journals.ucp.by/index.php/jcp/article/view/691 |
| _version_ | 1797999676838903808 |
|---|---|
| author | Иван Иванович Полевода Виталий Николаевич Рябцев Алексей Олегович Лихоманов Олег Дмитриевич Навроцкий Александр Владимирович Грачулин Дмитрий Владимирович Гапанюк Артем Александрович Морозов Василий Михайлович Климовцов Георгий Владимирович Винярский Кирилл Евгеньевич Шинкоренко Игорь Сергеевич Гусаров Илья Владимирович Бобарика |
| author_facet | Иван Иванович Полевода Виталий Николаевич Рябцев Алексей Олегович Лихоманов Олег Дмитриевич Навроцкий Александр Владимирович Грачулин Дмитрий Владимирович Гапанюк Артем Александрович Морозов Василий Михайлович Климовцов Георгий Владимирович Винярский Кирилл Евгеньевич Шинкоренко Игорь Сергеевич Гусаров Илья Владимирович Бобарика |
| author_sort | Иван Иванович Полевода |
| collection | DOAJ |
| description | Цель. Разработать экспериментальный макет тренажера для подготовки спасателей-пожарных, включающий программное обеспечение и элементы имитации эффектов физических воздействий на обучающегося в условиях виртуальной реальности, а также исследовать влияние эффектов обратной тактильной связи на обучающихся.
Методы. Общая методология работы предусматривала использование теоретических методов исследования (анализ, синтез, сравнение). Влияние эффектов обратной тактильной связи на обучающихся определено методом измерения частоты их сердечных сокращений в ходе рандомизированного исследования с двумя параллельными группами.
Результаты. На основе анализа опыта применения технологий виртуальной и дополненной реальности в образовательной деятельности сформулированы назначение, состав, структура и функции экспериментального макета тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарных (ЭМТ). Разработанный ЭМТ, включающий VR-гарнитуру (для управления симуляцией и передачи визуальных и звуковых эффектов), VR-костюм (для обеспечения обратной тактильной связи за счет электростимуляции нервно-мышечных структур) и оригинальное программное обеспечение, позволяет погружать обучающихся в виртуальную среду, имитирующую условия чрезвычайной ситуации (пожар в квартире жилого дома) и воздействие на них опасных факторов пожара. С использованием ЭМТ исследовано влияние эффектов обратной тактильной связи на обучающихся. Показано, что применение ЭМТ позволяет снизить количество ошибок, совершаемых обучающимися при ликвидации пожара в квартире жилого дома в виртуальной симуляции, от 2,5 до 4,0 раз по сравнению с использованием технологий виртуальной реальности без применения эффектов обратной тактильной связи.
Область применения исследований. Результаты работы могут быть применены для создания тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности с целью его использования в образовательном процессе для подготовки спасателей-пожарных. |
| first_indexed | 2024-04-11T11:08:28Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-5b009fb5988e4dc5a29be32a652d841e |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2519-237X 2708-017X |
| language | English |
| last_indexed | 2024-04-11T11:08:28Z |
| publishDate | 2022-08-01 |
| publisher | University of Сivil Protection |
| record_format | Article |
| series | Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси |
| spelling | doaj.art-5b009fb5988e4dc5a29be32a652d841e2022-12-22T04:28:09ZengUniversity of Сivil ProtectionВестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси2519-237X2708-017X2022-08-016333936010.33408/2519-237X.2022.6-3.3391085Экспериментальный макет тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарныхИван Иванович Полевода0https://orcid.org/0000-0003-2469-3553Виталий Николаевич Рябцев1https://orcid.org/0000-0002-2830-591XАлексей Олегович Лихоманов2https://orcid.org/0000-0002-9374-1486Олег Дмитриевич Навроцкий3https://orcid.org/0000-0002-4137-2519Александр Владимирович Грачулин4https://orcid.org/0000-0003-3832-8258Дмитрий Владимирович Гапанюк5https://orcid.org/0000-0001-6792-7896Артем Александрович Морозов6https://orcid.org/0000-0001-8079-2578Василий Михайлович Климовцов7https://orcid.org/0000-0002-3705-3128Георгий Владимирович Винярский8https://orcid.org/0000-0003-4962-7763Кирилл Евгеньевич Шинкоренко9https://orcid.org/0000-0003-4946-9339Игорь Сергеевич Гусаров10https://orcid.org/0000-0002-0665-8212Илья Владимирович Бобарика11https://orcid.org/0000-0002-9229-3730Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25Министерство по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь; 220030, Беларусь, Минск, ул. Революционная, 5Белорусский государственный технологический университет; 220006, Беларусь, Минск, ул. Свердлова, 13АГосударственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий»; 129366, Россия, Москва, ул. Бориса Галушкина, 4Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25Государственное учреждение образования «Университет гражданской защиты Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь»; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25Университет гражданской защиты МЧС Беларуси; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25Университет гражданской защиты МЧС Беларуси; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25Цель. Разработать экспериментальный макет тренажера для подготовки спасателей-пожарных, включающий программное обеспечение и элементы имитации эффектов физических воздействий на обучающегося в условиях виртуальной реальности, а также исследовать влияние эффектов обратной тактильной связи на обучающихся. Методы. Общая методология работы предусматривала использование теоретических методов исследования (анализ, синтез, сравнение). Влияние эффектов обратной тактильной связи на обучающихся определено методом измерения частоты их сердечных сокращений в ходе рандомизированного исследования с двумя параллельными группами. Результаты. На основе анализа опыта применения технологий виртуальной и дополненной реальности в образовательной деятельности сформулированы назначение, состав, структура и функции экспериментального макета тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарных (ЭМТ). Разработанный ЭМТ, включающий VR-гарнитуру (для управления симуляцией и передачи визуальных и звуковых эффектов), VR-костюм (для обеспечения обратной тактильной связи за счет электростимуляции нервно-мышечных структур) и оригинальное программное обеспечение, позволяет погружать обучающихся в виртуальную среду, имитирующую условия чрезвычайной ситуации (пожар в квартире жилого дома) и воздействие на них опасных факторов пожара. С использованием ЭМТ исследовано влияние эффектов обратной тактильной связи на обучающихся. Показано, что применение ЭМТ позволяет снизить количество ошибок, совершаемых обучающимися при ликвидации пожара в квартире жилого дома в виртуальной симуляции, от 2,5 до 4,0 раз по сравнению с использованием технологий виртуальной реальности без применения эффектов обратной тактильной связи. Область применения исследований. Результаты работы могут быть применены для создания тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности с целью его использования в образовательном процессе для подготовки спасателей-пожарных.https://journals.ucp.by/index.php/jcp/article/view/691виртуальная реальностьдополненная реальностьтренажеримитация физических воздействийаварийно-спасательные работыспасатель-пожарныйvr-костюмvr-гарнитураvr-шлем |
| spellingShingle | Иван Иванович Полевода Виталий Николаевич Рябцев Алексей Олегович Лихоманов Олег Дмитриевич Навроцкий Александр Владимирович Грачулин Дмитрий Владимирович Гапанюк Артем Александрович Морозов Василий Михайлович Климовцов Георгий Владимирович Винярский Кирилл Евгеньевич Шинкоренко Игорь Сергеевич Гусаров Илья Владимирович Бобарика Экспериментальный макет тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарных Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси виртуальная реальность дополненная реальность тренажер имитация физических воздействий аварийно-спасательные работы спасатель-пожарный vr-костюм vr-гарнитура vr-шлем |
| title | Экспериментальный макет тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарных |
| title_full | Экспериментальный макет тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарных |
| title_fullStr | Экспериментальный макет тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарных |
| title_full_unstemmed | Экспериментальный макет тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарных |
| title_short | Экспериментальный макет тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей-пожарных |
| title_sort | экспериментальный макет тренажера с имитацией эффектов физических воздействий в условиях виртуальной реальности для подготовки спасателей пожарных |
| topic | виртуальная реальность дополненная реальность тренажер имитация физических воздействий аварийно-спасательные работы спасатель-пожарный vr-костюм vr-гарнитура vr-шлем |
| url | https://journals.ucp.by/index.php/jcp/article/view/691 |
| work_keys_str_mv | AT ivanivanovičpolevoda éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT vitalijnikolaevičrâbcev éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT aleksejolegovičlihomanov éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT olegdmitrievičnavrockij éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT aleksandrvladimirovičgračulin éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT dmitrijvladimirovičgapanûk éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT artemaleksandrovičmorozov éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT vasilijmihajlovičklimovcov éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT georgijvladimirovičvinârskij éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT kirillevgenʹevičšinkorenko éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT igorʹsergeevičgusarov éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh AT ilʹâvladimirovičbobarika éksperimentalʹnyjmakettrenažerasimitaciejéffektovfizičeskihvozdejstvijvusloviâhvirtualʹnojrealʹnostidlâpodgotovkispasatelejpožarnyh |