Военно-воздушные силы США используют тренинги с погружением в смешанную реальность на базе AR-продуктов PTC

С момента своего создания в качестве подразделения армии Соединенных Штатов в 1907 году успех ВВС США зависел от навыков служивших там американских летчиков. Обучение и поддержка каждого члена команды, от механиков до пилотов, сыграли решающую роль в успехе ВВС США.

Несколько лет назад, осознавая ограниченность возможностей и учебных ресурсов для быстрой подготовки важного персонала, ВВС США приняли решение пересмотреть стратегии обучения. Цель этого радикального пересмотра состояла в том, чтобы подготовить квалифицированных летчиков, которые не только преуспели бы на службе, но и могли бы брать на себя дополнительные обязанности. AFWERX, подразделение развития инноваций в ВВС, выступила с инициативой по внедрению передовых цифровых технологий в обучении.

ВВС США решили включить дополненную реальность в свои тренировки по обслуживанию и вооружению. Используя тесные партнерские отношения Vectrona, Microsoft и PTC, они создали иммерсивные 3D-возможности, предназначенные для ускорения обучения, повышения производительности и облегчения удаленного обучения.

Военно-воздушные силы были сосредоточены на обучении новых летчиков, способных выходить на полевые задания сразу после базовой подготовки. При этом зачастую такие летчики практически не имели опыта в техническом обслуживании. Поэтому подразделению развития инноваций в ВВС было представлено интерактивное решение для стажеров ВВС в дополненной и смешанной реальности, которое предполагало иммерсивное трехмерное обучение. Студентам дали возможность тренироваться в интерактивной среде, которая одновременно задействовала их во всех режимах обучения, включая визуальные инструкции, слуховые подсказки, голосовые монологи, мультимедийные изображения и реалистичные полномасштабные трехмерные цифровые представления самолетов.

Обучение с использованием дополненной и смешанной реальности значительно улучшило качество академического обучения в классе и тренировок отработки задач:

• Сократилось время, затрачиваемое на пассивное обучение в классе на основе PowerPoint
• Студентам предоставили возможность тренироваться даже в отсутствие физического оборудования
• Студенты получили возможность проходить предварительные тренировки перед тренировками на физических объектах
• Подготовка студентов была построена таким образом, чтобы извлечь максимальную пользу из драгоценных практических возможностей обучения

Сразу после запуска проекта стало понятно, что поддержка обучения студентов с помощью интерактивных сценариев принесет значительные плоды. Студенты будут на высоком уровне повышать свои знания о боеприпасах и системах вооружения, достигая превосходных результатов, эффективности и мотивации. Кроме того, обучение в смешанной реальности повышает качество обучения и стандартизацию, а также дает возможность самостоятельного обучения и обучения в индивидуальном темпе. И, наконец, ВВС сократят как время, так и затраты на обучение, при этом повысив безопасность и обеспечив дистанционный подход.

Благодаря дополненной и смешанной реальности учеба происходит быстрее, а сами учащиеся более комфортно воспринимают материал, быстрее узнают, как работают сложные системы, и знакомятся с задачами технического обслуживания и проверки полномасштабных моделей самолетов и их узлов. К тому времени, когда они приступят к критически важной, практической части обучения, они уверены в себе и готовы к погружению.

Vectrona объединилась с PTC и Microsoft для создания своего решения дополненной реальности

Благодаря совместным усилиям решение дополненной реальности было превращено в иммерсивный, динамичный опыт.

«Vuforia Studio позволила нам двигаться быстрее - мы могли быстро создавать обучающие сцены и масштабироваться гораздо быстрее, чем предполагали», - говорит Геларди, Генеральный директор Vectrona.

Для ВВС США было критически важно, чтобы обучающие приложения с дополненной реальностью, которые они создавали, были простыми в использовании и интуитивно понятными для студентов. Vuforia стала идеальным решением для этих задач. Creo Illustrate был использован для создания анимационных последовательностей моделей САПР в ходе обучения, которое было создано в Vuforia Studio. ThingWorx позволил собирать данные об успеваемости учащихся и выявлять отставание или, наоборот, превосходную успеваемость. Это также позволило управлять пользовательскими данными, группами пользователей, учетными данными, обучающим контентом и интеграцией данных о производительности пользователей.

Сила партнерской экосистемы PTC основана на взаимодополняющих решениях и технологиях

PTC и Microsoft помогли предоставить решение для обучения военно-воздушных сил. Vuforia Studio позволяет компаниям распространять контент с дополненной реальностью в масштабе предприятия на телефонах, планшетах и ​​Microsoft HoloLens 2. Стажеры могут использовать жесты рук, голосовые команды и пользовательский интерфейс HoloLens 2 для активного взаимодействия с 3D-моделями.

Обеспечение иммерсивного трехмерного обучения учащихся, где бы они ни находились

В рамках проекта было создано решение для дополненной реальности под названием Augmented Cognitive Environment - Extended Reality (ACE-XR), основанное на иммерсивном трехмерном обучении, созданном с помощью Vuforia Studio. Пользовательский интерфейс и пользовательский опыт (UI / UX) ACE-XR разработаны таким образом, чтобы усовершенствовать и ускорить процесс обучения, а также снизить затраты на разработку контента расширенной реальности.

ACE-XR обеспечивает пошаговое виртуальное ознакомление с продуктом, идентификацию компонентов и теорию операций, используя анимированные последовательности, покомпонентные изображения и расширенные возможности отслеживания. Студенты узнают, как выполнять техническое обслуживание и другие задачи на полномасштабных цифровых моделях самолета или его определенных частях независимо от того, где находятся. Приложение также накладывает инструкции на физические самолеты и системы вооружения для улучшения и ускорения тренировок в реальном времени.

На сегодняшний день также создана обучающая библиотека для ВВС, включающая более 55 различных приложений с поддержкой ACE-XR. Сюда входят учебные материалы, учебные руководства по работе с системой, руководства по задачам и проверкам, викторины и практические упражнения. Обучающиеся могут пространственно ориентироваться на оборудовании и получают информацию в тактильном и реалистичном виде.

«Это в первую очередь игровой и увлекательный опыт взаимодействие между учениками и 3D-моделями оборудования», - говорит Геларди. «Это не просто пассивное обучение, это опыт, укрепляющий внутреннюю мотивацию студентов».

Студенты могут перемещаться по деталям и оборудованию и даже внутри них, просматривая и взаимодействуя в цифровом формате с более сложными компонентами объекта. Например, опыт обучения артиллерийской системе F-16 показывает виртуальный разрез функционирующей системы - то, что было бы невозможно при использовании физических средств. Возможности анимации и рентгеновского зрения в процессе обучения в дополненной реальности позволяют слушателям заглянуть внутрь, визуализировать скрытые компоненты и лучше понять, как работают системы. Поскольку эти тренировки не привязаны к реальному оборудованию, обучение может проводиться даже тогда, когда физический самолет и оборудование недоступны, что позволяет продолжить обучение, когда самолет нужен для выполнения полетов.

Кроме того, викторины и тесты позволяют слушателям и инструкторам отслеживать свой прогресс. Решение использует 3D-модели из опыта дополненной реальности и добавляет вопросы и выбираемые части, которые усложняют и пространственно укрепляют понимание учащимися способами, которые недоступны в традиционных «плоских» 2D-викторинах. Обратная связь предоставляется мгновенно, а система ThingWorx фиксирует оценки и объединяет сравнительные данные. И стажеры, и инструкторы могут сравнивать текущий результат со всеми предыдущими или со средними показателями класса.

Цифровая природа дополненной реальности позволяет получать доступ к учебному контенту и опыту и просматривать их вне зависимости от того, где студенты находятся физически. Это означает, что ВВС не прерывали обучение студентов во время пандемии COVID-19, что было бы невозможно при традиционных методах обучения.

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:

• Усовершенствование процесса обучения за счет высококачественного визуального компонента
• Непрерывное и повторяющееся обучение задачам, независимо от доступности физического самолета
• Эффективные сценарии дистанционного обучения

ИСПОЛЬЗОВАННОЕ ПО:

• Vuforia Studio

• ThingWorx

• Creo Illustrate