Виртуальная невесомость
Наиболее полный уровень погружения в виртуальный мир может быть достигнут только максимальной изоляцией обучаемого от реального мира, с подменой всей информации, передаваемой через ощущения на информацию, созданную техническими средствами. Попытка такого подхода была реализована при создании интерактивного стенда-тренажера операторской деятельности космонавтов в условиях невесомости и виртуальной реальности. В данном изделии, для достижения наибольшей глубины погружения, часть органов чувств оператора изолирована от окружающего мира:
информация для органов зрения поступает на виртуальный шлем;
информация для органов слуха поступает через наушники;
тактильные ощущения передаются через виртуальные перчатки с обратной связью;
обезвешивание конечностей обеспечивается пассивной системой обезвешивания.
В данном стенде имитация невесомости достигается:
особым положением тела;
подменой визуально-аккустической обстановки при помощи шлема виртуальной реальности и наушников;
комплектом манипуляторов, позволяющим обеспечить обезвешивание конечностей обучаемого и передавать ощущения при взаимодействии с объектами виртуального мира;
комплектом перчаток, позволяющим создавать тактильные ощущения при взаимодействии с органами управления;
компьютерной моделью виртуального мира, точно имитирующую обучаемого (аватар), интерьер РС МКС, органы управления и контроля, звуковую обстановку.
Работа на данном стенде позволяет достичь наибольшей глубины погружения в виртуальный мир и получить возможность имитации работы космонавтов при вне и внутрикорабельной деятельности в условиях смоделированной невесомости.
Предполагается использовать стенд для реализации следующих функций относящихся к предтренажной подготовке космонавтов:
проведение ознакомительных, обучающих и контрольных занятий космонавтов по космическим экспериментам, проводимым на борту РС МКС;
изучение устройства, порядка эксплуатации скафандра «Орлан МК», циклограмм прямого и обратного шлюзования, отработки практических навыков контроля работы систем скафандра;
предтренажная подготовка по изучению устройства и функционированию бортовых систем РС МКС;
выполнение погрузочно-разгрузочных работ внутри РС МКС по прибытию ТПК и ТГК;
проведение регламентных и ремонтных работ, обслуживание бортовых систем РС МКС;
отработку действий экипажа при ликвидации нештатных ситуаций;
предварительную подготовку космонавта к выходу в открытый космос (виртуальное перемещение по маршруту движения, подсветка участков и конструкций, требующих повышенного внимания, изучения точек крепления фалов и т.д.);
обеспечение возможности взаимодействия двух и более членов экипажа РС МКС при проведении совместных работ.
Преимущество данной разработки перед существующими решениями:
более высокий эффект присутствие и использование моторных навыков в условиях имитации невесомости;
наличие физического контакта обучаемого с виртуальным миром с помощью устройств обратной связи;
относительная дешевизна аппаратной части по сравнению с существующими аналогами;
быстрое изменение виртуального мира, при изменении оборудования и (или) алгоритмов функционирования аппаратуры на штатных изделиях;
гибкость использования (возможность осуществлять на одном стенде разные режимы тренировок ВнКД и ВнуКД);
возможность проведение тренировок на перспективных (еще не созданных объектах), без необходимости воплощения их в "металле";
возможность масштабирования (увеличение количества обучаемых одновременно находящихся в одном виртуальном мире с возможностью их взаимодействия);
возможность имитации различных состояний окружающей среды;
возможность имитации внештатных ситуаций (опасных для жизни) без риска для обучаемых.
