ATreVEE IN: Using Natural Interaction in Procedure Simulator for Training in the Electricity Sector
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ATreVEE IN: Using Natural Interaction in Procedure Simulator for Training in the Electricity Sector
- 1. ATreVEE IN: Using Natural Interaction in Procedure Simulator for Training in the Electricity Sector Rafael Henrique Assis de Castro, Felipe Gonçalves dos Santos, Iguatemi Eduardo da Fonseca e Tatiana Aires Tavares
- 2. Outline • Introduction • Related Works • ATreVEE 3D& IN • User Experience • Conclusion 2
- 3. Introduction • Elector Sector • Dangerous and Complex Operations • Death in work operatins (COGE, 2013): • Falls • Electrical Discharge • Transportation 3
- 4. 4 Relatório 2012 - Estatísticas de Acidentes do Setor Elétrico Brasileiro (COGE – Comitê de Gestão Empresarial)
- 5. Goal • Design a solution to add natural interaction to ATREVEE3D • Choose an IN interaction device(Leap Motion) • Elaborate a integration strategy • User Experience (natural interaction X WIMP based interaction)
- 6. Related Works Trabalho Tecnologia Dispositivos Classificação (CARDOSO et al., 2013) RV/ Estereoscopia Mouse/ Teclado/ Joystick/ Gamepad/ Óculos Treinamento de Habilidade (BURIOL, 2011) RV/ Estereoscopia/ Rastreio de Cabeça/ Ray Casting Wii Remotes/ TVs Estereoscópicas Treinamento de Habilidade (BELLOC, 2011) RV Mouse Treinamento de Habilidade (BARATA, 2010) RV Mouse/ Teclado Treinamento de Habilidade (PAMPLONA JR.; RIBEIRO FILHO; MOREIRA, 2010) RV Mouse/ Teclado Treinamento de Habilidade (SOUSA et al., 2008) RV Mouse/ Teclado Treinamento de Habilidade (ARENDARSKI; TERMATH; MECKING, 2008) RV Mouse/ Teclado Treinamento de Habilidade (LOS ARCOS et al., 1999) RV Mouse Treinamento de Habilidade (GARANT et al., 1995) RV/ Estereoscopia/ Reconhecimento de Fala 6-DoF Mouse/ Shutter Glasses/ Microfone Treinamento de Habilidade (SANTOS, 2013) RV Mouse/ Teclado/ Treinamento de Habilidade 6
- 7. ATreVEE 3D 7
- 8. ATreVEE 3D 8
- 9. ATreVEE IN • Pilot application 9
- 11. Tools • Leap Motion SDK • Unity 3D Engine 11 Fonte: Leap Motion Developer Portal1 Fonte: Screenshot do aplicativo de visualização do SDK
- 12. ATreVEE IN 12
- 13. ATreVEE IN - UX • Methodology 13 Questionnaire (Post) Demo Questionnaire (Pre) User Experience ATreVEE 3D Questionnaire (Post) User Experience ATreVEE IN
- 14. ATreVEE IN - UX 14
- 15. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 Questions Ranking ATreVEE 3D ATreVEE IN Results 15
- 16. Results • ATreVEE 3D • Easy to learn • More commands • Confortable with controls • ATreVEE IN • Task focus 16 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 2 4 10 12 15 18 Learnability ATreVEE 3D ATreVEE IN
- 17. Results • ATreVEE 3D • Easier interaction • Easier navigation • ATreVEE IN • Realistic and user engagement • Improvements in the ATreVEE tool 17 0 1 2 3 4 5 1 7 11 13 14 17 19 20 21 22 Device ATreVEE 3D ATreVEE IN
- 18. Final Remarks • Integration challenge • 3D environment • Functional/Navigational Planning • Devices (Mouse x Lea) • Leap Motion for simulators in critical sectors • User experience: Leap Motion X Mouse 18
- 19. ATreVEE IN: Using Natural Interaction in Procedure Simulator for Training in the Electricity Sector Autores: Me. Rafael Henrique Assis de Castro Prof. Me. Felipe Gonçalves dos Santos Prof. Dr. Iguatemi Eduardo da Fonseca Profª. Drª. Tatiana Aires Tavares tatiana@inf.ufpel.edu.br
Editor's Notes
- Bom dia, sou Rafael de Castro e sob a orientacao do professor iguatemi e da professora tatiana vou apresentar meu trabalho, que consiste do uso de Interacao Natural em Simulador de Procedimentos para o Treinamento no Setor Elétrico.
- Aqui temos uma breve agenda da apresentação, começando pela introdução Seguido dos objetivos do trabalho Depois alguns trabalhos correlatos Depois o trabalho desenvolvido Mostrando em seguida os testes realizados com usuários e por último as considerações finais
- E o setor elétrico é composto de diversas outras operações que como a apresentada no vídeo, são complexas e perigosas, que quando não executadas corretamente apresentam, não só risco a patrimônio, como risco de morte. Como pode ser visto no relatório de estatísticas de acidentes do Setor Eletrico apresentado pelo COGE, que apresenta o número de acidentes ocorridos no setor, que em 2012, por exemplo, apresentou a ocorrencia de 1.234 acidentes, dos quais 9 tiveram consequencias fatais. Segundo o COGE, as principais causas de acidentes mortais no setor são resultantes de queda, origem elétrica e veículos; essas duas primeiras, podem ser evitadas com a execução dos procedimentos corretamente, e para isso é importante o treinamento eficaz dos operários.
- Para alcançar esses objetivos..., foram analisados alguns trabalhos encontrados na literatura que fazem uso de simuladores para auxiliar o treinamento no setor elétrico. Como pode ser visto nessa tabela a maioria dos trabalhos encontrados usam apenas do mouse e do teclado como meio de entradas, o que limita as opções de interação do usuário, pois é um meio de interação que fornece informações em 2 dimensoes sendo usado para interação em um ambiente tridimencional. Alguns trabalhos procuram diminuir essa limitação com o uso de dispositivos como o controle do Nitendo wii ou mouse de 6 graus de liberdade, para permitir melhor navegação no ambiente 3D. Mas apesar da navegação ser realizada com informações tridimensionais a interação com o ambiente ainda não é, usando de botões para ativar ações com os objetos. Para exemplificar a interação nos trabalhos listados, alguns foram selecionados para serem discutidos.
- O AtreVEE 3D é composto pelo treinamento da troca de isoladores em postes trifásicos com tensão de 13.8 kV, o simulador fornece o treinamento da troca, tanto com a linha elétrica ativa como com a linha desativada. Procedimento esse importante para a manutenção da rede, pois a falha de isolamento pode causar de interferência em sinais de rádio e televisão até curto circuito na rede.
- O simulador possibilita 3 modos de treinamento. O primeiro é o treinamento sequencial. Que permite a simulaçao do treinamento a partir da chegada na empresa, contendo uma etapa de preparação para a escolha dos equipamentos necessários para o procedimento. Seguido da realizacao da manutençao na rede. Já os treinamentos manual e automatico, disponibiliza apenas a cena de manutenção. sendo no modo automático, a realizacao da operacao realizada automaticamente, com o objetivo de mostrar ao operário como é realizado o procedimento. E no modo manual as acoes são escolhidas pelo usuário, para que ele possa treinar e testar seu conhecimento sobre o procedimento. Aqui temos uma imagem da execução da cena de preparação, onde a interação é realizada usando o teclado para movimentar o personagem e o mouse para movimentar a mão e a câmera. Nessa segunda imagem temos a cena de manutenção, na qual a escolha das ações é realizada através dos botões presentes na interface gráfica, como pode ser visto na imagem. Onde cada botao representa um objeto com o qual pode se interagir na cena, e quando precionado a açao disponivel para aquele objeto é então executada.
- Para analisar a viabilidade do uso da Interação via gestos no simulador, foi primeiramente desenvolvida uma aplicação piloto, contendo apenas uma cena, para a escolha de equipamentos, cuja interação com o ambiente é realizada completamente via comandos gestuais, usando a posição da mão para movimentar o personagem que quando estivesse à uma determinado valor do centro do rastreio, o personagem se movimenta. E usando o gesto de fechar a mão para pegar os equipamentos.
- Após o desenvolvimento bem sucedido com o uso de gestos, foi então iniciada o planejamento para o desenvolvimento do cenário de treinamento, a troca de isoladores, primeiramente definindo os passos que o operário iria realizar, prenatravés da máquina de estados aqui apresentada. Para a troca primeiramente é necessário colocar os protetores ao redor do isolador, colocando-os nos condutores próximos e na cruzeta. Desprendendo em seguida o condutor do isolador e colocado-o na cruzeta, e retirando o arame do isolador. Estando o isoloador desocupado, é então retirado e substituído pelo isolador novo, Coloca-se entao o arame e o condutor no isolador novo, e prende-se o condutor ao isolador,. Finalizando a troca do primeiro isolador.
- Para concretizar o desenvolvimento do simulador projetado, foram utilizadas algumas ferramentas como auxílio. O Leap Motion SDK, o kit de desenvolvimento de software oficial para o dispositivo, disponibilizado pela empresa Leap Motion. O SDK disponibiliza o rastreio de diferentes pontos das mãos, representando, além da palma da mão, os diferentes ossos dos dedos, podendo ser assim, usado para representar e rastrear os movimentos dos dedos e das mãos. Foi usado também o motor de jogos Unity 3D, que é um ambiente que disponibiliza diversos componentes para auxiliar o desenvolvimento de jogos, como soluções já implementadas de renderização, inteligencia artificial e física. O Unity 3D é multi plataform e multi-linguagem, usando C# para o desenvolvimento do simulador. A Unity também disponibiliza uma loja de assets, pagos ou gratis, disponibilizados pela unity ou outras empresas ou usuarios. Assets são qualquer componente usado pelo unity 3d, pode ser um modelo 3D, scripts, game objects. Foi utilizando, então o Leap Motion Core Assets, conjunto de assets disponibilizados pela Leap Motion na loja de assets para auxiliar o desenvolvimento com o controle Leap Motion. ------ Motores de jogos “um conjunto de componentes de software integráveis e reutilizáveis, que fornecem serviços utilizados em um jogo eletrônico”. Esses componentes ajudam a construir os ambientes virtuais que compõem os jogos, disponibilizando soluções já implementadas para renderização, inteligência artificial, entrada do usuário, colisão e simulação física, entre outras, que podem ser utilizadas para auxiliar a construção de qualquer ambiente virtual.
- E por último temos os cenários de manutenção, no qual ocorre a realizacao do procedimento de troca dos isoladores. Existindo cenário tanto para a execução com linha ativa como desativada. Com apresentação do desempenho do operador para cada isolador, e desempenho total.
- Com a finalização do desenvolvimento, foram entao realizados testes com usuários dividido em 6 etapas, iniciando com uma demonstração do procedimento, seguido do preenchimento de um questionário pré-teste. Depois da execução do ATreVEE 3D, seguido de questionario de avaliacao. E depois a execução do ATreVEE IN, seguido do seu questionario de avaliacao.
- Outra grande diferença está no controle das mãos, no ATreVEE 3D isso era feito com o mouse na cena de preparação, seguindo as rotacoes do personagem, e era feita automaticamente no cenario de manutenção, a partir do acionamento dos botoes na interface gráfica, Com o uso do dispositivo Leap Motion, é possível um maior número de informações para controlar a mao no cenário, podendo representar os movimentos e a rotaçao dos dedos e das mãos, como pode ser visto nesse video que mostra inicialmente a movimentação dos dedos sendo representada no simulador e mostra a liberdade de interação com os objetos da cena. Visão do usuário
- Quando analisados os resultados, os dois simuladores obtiveram resultados satisfatórios, como pode ser visto nesse gráfico, ambos obtiveram médias acima de 3 para todas as questoes. Para fazer a comparação entre os simuladores, foi então feita uma divisão das questoes em duas categorias principais.
- Sendo a primeira Aprendizado, questoes que analisavam a capacidade dos simuladores em proporcionar o aprendizado. Como pode ser visto no gráfico, apesar de não apresentarem uma diferença grande nos resultados, o ATreVEE 3D foi classificado pelos usuários como sendo mais rápido de se aprender como interagir, exigindo menor concentração nos comandos necessários, permitindo se concentrar mais na tarefa, e também foi considerado mais confortável de se usar. Já o ATreVEE IN, se sobressaiu no envolvimento com a experiencia sentido pelos usuários ------------------------------------------------ 2 Foi rápido aprender como interagir com o ambiente virtual.* 4 Eu pude sempre me concentrar mais na tarefa do que nos comandos necessários para realizar a tarefa.* 10 Eu me senti envolvido na experiência.* 12 Eu gostaria de utilizar com mais frequência esse tipo de aplicação.* 15 Eu me senti confortável com a simulação.* 18 Eu me senti tranquilo e à vontade ao utilizar o sistema.*
- A segunda categoria, é composta por questoes que analisam o uso do dispositivo. Nessa categoria, os usuários, consideraram o uso do mouse uma interação mais simples, permitindo o ajuste mais fácil ao uso e uma navegação mais fácil no simulador. Já o uso do Leap Motion os usuários classificaram como tendo maior potencial para melhorar o uso do simulador, e classificaram o simulador com o uso do Leap Motion como tendo melhor visualização e permitindo melhor identificação dos objetos da cena. Acredida-se que essa melhor visualizacao e identificacao dos objetos seja devido à maior liberdade disponível ao usuário no ATreVEE IN, já que os modelos geométricos usados para os objetos no ATreVEE IN foram os mesmos que os do ATreVEE 3D. Acredita-se também que os resultados foram influenciados pela falta de experiencia dos usuários com o novo dispositivo, quando comparado a dispositivos que os usuarios já possuem familiaridade, como é o caso do mouse e teclado. ---------- Melhor visualizacao, provavelmente pela maior liberdade de navegacao no ambiente, já que as cenas são compostas pelos mesmos modelos geométricos. 1 Interagir com o ambiente virtual foi simples* 7 Eu pude observar e identificar perfeitamente os objetos no ambiente.* 11 Eu gostei dos gráficos da aplicação.* 13 Eu me ajustei facilmente ao dispositivo de controle usado para interagir com o ambiente.* 14 Eu achei muito adequado o dispositivo de interação escolhido para essa aplicação.* 17 A representação visual parece bastante com a realidade.* 19 A forma de navegação é fácil .* 20 Acho que ainda vou lembrar de como usar o sistema, mesmo daqui a uma semana.* 21 Eu achei que o uso do dispositivo na aplicação possibilita melhora da interação.* 22 Você achou que o uso desse tipo de dispositivo tem a capacidade de melhorar o uso da aplicação?*
- Nesse trabalho .....
- Bom dia, e sob a orientacao do professor iguatemi e da professora tatiana vou apresentar meu trabalho, que consiste do uso de Interacao Natural em Simulador de Procedimentos para o Treinamento no Setor Elétrico.