I detta dokument undersöks fördelarna med haptikbaserad interaktion för att utföra monteringsrelaterade uppgifter i en virtuell miljö. Forskningen undersöker i vilket sammanhang haptisk återkoppling påverkar användarens prestanda och identifierar monteringsoperationer som påverkas. Fyrtio deltagare genomförde tre experiment som var relevanta för virtuell montering: viktdiskriminering, delpositionering och manuell montering. Varje experiment innehöll en serie studier som genererades från faktoriella kombinationer av prestandavariabler. Försökspersonerna bedömdes utifrån arbetets slutförandetid och olika mått på noggrannhet. Jämfört med visuella metoder visar kvantitativa resultat att haptikbaserad interaktion är till nytta för att förbättra prestandan genom att minska kompletteringstiderna för viktdiskriminering, tillåter högre placeringsnoggrannhet vid positionering av virtuella objekt och möjliggör stadigare handrörelser längs tredimensionella banor. Resultaten visar också att användarens noggrannhet i viktdiskriminering är beroende av handdominans när man manipulerar det virtuella objektet kombinerat med den medföljande sensoriska informationen. Virtuell verklighet, haptik, mänsklig datorinteraktion. Jayaram m.fl. [1] definierade fyra nyckelelement i en virtuell miljö (VE): tredimensionell stereoskopisk visning, positionsspårning, flera sensoriska stimuli och interaktion mellan objekt och föremål. Virtual reality (VR) teknik har tillämpats på många tekniska områden såsom produktdesign, underhåll och monteringsplanering. Gomes de Sa och Zachmann [2] visade nyttan av VR för att utvärdera en prototyp av en bildesign. Virtuell montering är förmågan att montera CAD-modeller av delar med hjälp av ett tredimensionellt immersivt gränssnitt med naturlig mänsklig rörelse [3]. Ett exempel på en virtuell monteringssimulering är den virtuella monteringsdesignmiljö (VADE) som utvecklats vid Washington State University [4]. Detta system kunde utbyta geometriska data om delmodeller och monteringsbegränsningar från Pro/Engineer till en uppslukande virtuell miljö. I takt med att användningen av VR expanderar fortsätter forskarna att undersöka metoder för att öka realismen inom virtuella simuleringar. Dessa simuleringar bygger på visualisering som en primär metod för att förmedla information. Även om att integrera haptik i en virtuell miljö ger användarna en metod för att interagera med virtuella objekt, ökar det komplexiteten i virtuella miljöer på grund av hård- och programvarukrav. Att identifiera fördelarna med haptik på användarprestanda är en unik forskningsutmaning. Syftet med denna forskning är att bedöma prestandafördelarna med haptikbaserad interaktion för virtuell montering. För att uppnå detta mål utvärderas användarens prestanda vid slutförandet av liknande monteringsuppgifter när det endast ges visuell återkoppling och en andra metod där både visuella och haptiska signaler återges. Vi kommer att avgöra om färdigställandetider och användarens noggrannhet påverkas av kraftåtergivning och särskilja monteringsuppgifter där haptisk feedback påverkar prestanda. Tre experiment har utvecklats utifrån det upplevda värdet av kraftinformation när de utför monteringsuppgifter i en verklig miljö. Förmågan att diskriminera vikten är ett stort problem för operatörerna när det gäller att fastställa lämpliga hanterings- och manipuleringsmetoder. Externa krafter från kontakt kan säkerställa korrekt placering av parningskomponenter i en manuell montering. Ett tredje experiment undersöker genomförandet av hjälpkrafter för att säkerställa korrekt delförskjutning längs en angiven bana. Detta kan bekanta montörer med rutinmässiga handrörelser utförs för en specifik positionering uppgift. Att identifiera nyttan av haptisk samverkan har motiverat forskningsinsatser från flera institutioner. I dessa undersökningar har forskare undersökt inverkan av haptisk återkoppling på användarnas förmåga att tolka kraftinformation eller att hjälpa till med uppgiftens slutförande. Studier om haptik som är relevanta för virtuell montering inkluderar viktdiskriminering, utföra rumsliga uppgifter, och manuell montering. I viktjämförelsestudier har forskare undersökt användarnas förmåga att tolka haptisk rendering av viktkrafter mellan objektpar. Studier utförda vid Washington State University [13] och Georgia Tech University [14] krävde att deltagarna skulle interagera med parade objekt i verkliga och virtuella miljöer. I båda studierna kunde deltagarna bättre skilja mellan objektens vikt vid jämförelse av verkliga objekt och på kortare tid än objekt i den virtuella miljön. I haptikaktiverade virtuella miljöer kunde försökspersoner från båda studierna identifiera viktmängder i mer än hälften av de respektive studierna. Studier med haptikbaserad interaktion för rumsliga uppgifter har fokuserat på att göra kontaktkrafter för att hjälpa användare att bestämma avstånden mellan virtuella objekt. Forskning som utförts av Arsenault och Ware [15] och O'Malley m.fl. [16] undersökte haptisk hjälp för att utföra en Fitts tappning uppgift. Båda studierna
- Vo et al. - Vad är det för fel på dig? REF undersökte hur haptisk feedback påverkar användarnas prestanda i relevanta virtuella monteringsuppgifter relaterade till viktdiskriminering, delpositionering och manuell montering.
Assessment of haptics-based interaction for assembly tasks in virtual reality
{'venue': 'World Haptics 2009 - Third Joint EuroHaptics conference and Symposium on Haptic Interfaces for Virtual Environment and Teleoperator Systems', 'journal': 'World Haptics 2009 - Third Joint EuroHaptics conference and Symposium on Haptic Interfaces for Virtual Environment and Teleoperator Systems', 'mag_field_of_study': ['Engineering', 'Computer Science']}