Accesso

Realizzazione di un Ambiente Virtuale Collaborativo

Obiettivo

Con l'ambiente di realtà virtuale collaborativo physics-based il CIRA vuole portare la capacità di interagire di una o più persone in uno stesso ambiente virtuale ai massimi livelli di realismo comportamentale oggi consentiti dalla tecnologia, in modo da offrire a chi vorrà impiegare queste innovative tecniche per l'ergonomia, l'addestramento e la progettazione, un potente strumento unico nel suo genere.

Il settore applicativo che meglio sfrutta la capacità di interagire manualmente in prima persona offerta dalla tecnologia di interfacciamento in Realtà Virtuale è quello della manutenzione in virtuale, visto sia per l'addestramento (Virtual Maintenance Trainer) che per effettuare verifiche di manutenibilità in fase di progetto (Design for Maintainability, DfM).

L'altro importante obiettivo è massimizzare l'ergonomia dell'esperienza virtuale minimizzando l'onere di interfacciamento per i partecipanti, ai quali deve anche essere offerta la massima libertà di movimento nell'area tracciata. Dal punto di vista tecnologico questo passa attraverso l'impiego di dispositivi di interfacciamento uomo-macchina di tipo Natural User Interface (NUI), che rilevano in modo touchless (otticamente) il movimento delle persone e il dettaglio delle loro parti del corpo tra cui, in particolare, quello delle mani. In parallelo si mira anche a liberare da ogni cavo di collegamento tra quanto indossato (visore VR, sensori di tracciamento e dispositivi NUI) e i computer che pilotano la simulazione immersiva, in modo che le persone che interagiscono collaborativamente non vengano intralciate da questi e non si intralcino reciprocamente.

 

Attività nel progetto CIRA

Il progetto viene portato avanti interamente nel Laboratorio di Realtà Virtuale del CIRA e si basa su un'evoluzione del software di realtà virtuale CIRA ViRstperson, sviluppato nel Laboratorio stesso.

Le principali attività condotte per la realizzazione dell'innovativo ambiente virtuale di collaborazione includono lo sviluppo di tecniche e relativi moduli software che vanno ad accrescere le funzionalità di ViRstperson, e un lavoro di adeguamento del Laboratorio, logistico e di attrezzature, per ospitare l'interazione immersiva a più persone. Esse includono:

  1. L'adeguamento delle tecniche di interazione ed assemblaggio del motore di fisica di ViRstperson, basato sulla libreria open-source ODE (Open Dynamics Engine), a funzionare in congiunzione con input da dispositivi di Natural User Interface (Kinect, Leap Motion Controller);

  2. L'evoluzione di ViRstperson a supportare concorrentemente una molteplicità di utenti tutti nello stesso ambiente di visualizzazione e interazione (modalità cluster estesa);

  3. La realizzazione di un sistema di tracciamento di tutte le parti rilevanti del body di più figure umane (tracciamento multi-persona) basato su un sistema di più Kinect (3-4);

  4. La realizzazione sperimentale di un setup wearable per interazione immersiva wireless, attualmente non disponibile nell'offerta tecnologica commerciale, costituito da un HMD, da un Leap Motion controller montato davanti all'HMD e da un computer attaccato alla cinta che si occupi di fare la decodifica del flusso videografico in streaming dal PC al casco, che faccia girare il software del Leap Motion e che invii con bassissima latenza i dati di tracking di mani e testa al PC su cui gira la simulazione di realtà virtuale.

L'ambiente di simulazione si basa su un sistema motore di simulazione fisico-comportamentale in grado di far interagire l'utilizzatore, nel ruolo di manutentore aeronautico, con le parti di un velivolo riprodotto virtualmente da smontare/rimontare per fini di addestramento alla manutenzione (Virtual Maintenance Trainer in Realtà Virtuale in prima persona) o per condurre verifiche di manutenibilità già in fase di progetto.

L'ambiente virtuale risultante è di tipo collaborativo (CVE) e consentirà la partecipazione all'esperienza virtuale immersiva a più di una persona, in modo che i partecipanti si ritrovino in condizione di simulare l'esecuzione di un lavoro di tipo collaborativo. L'ambiente collaborativo consente alle persone di eseguire l'esperienza o stando tutte in un medesimo ambiente fisico (co-locate), come ad esempio l'area immersiva del Laboratorio di Realtà Virtuale del CIRA, oppure di sperimentare l'impiego della stessa applicazione con le persone poste a distanza tra loro in laboratori adeguatamente attrezzati e collegati in rete.

La collaborazione tra gli utenti è di tipo physics-based. In pratica la simulazione collaborativa in realtà virtuale immersiva permette agli utenti di interagire concorrentemente con lo stesso ambiente simulato attraverso un motore di calcolo della dinamica dei corpi rigidi che, rispetto alla stessa applicazione operata da un singolo utente, gestisce le problematiche introdotte dalle latenze tra gli input e l'effetto percepito visivamente dovuti alla complessità dell'ambiente (ogni manichino virtuale contribuisce alla complessità del mondo della dinamica con più di 50 corpi rigidi articolati), al complesso flusso di dati di tipo grafico nell'architettura di visualizzazione in cluster e alla eventuale distribuzione geografica dei partecipanti.

Programma

​Programma CIRA finanziato dal PRO.R.A. 

  • data inizio: domenica 1 febbraio 2015
  • durata: 36.0000000000000

 Riutilizzo elemento catalogo

mercoledì 5 ottobre 2016
137
martedì 14 febbraio 2017
CVE
Software Development and Virtual Reality
Questo progetto punta a consentire lo svolgimento di applicazioni di Realtà Virtuale immersiva tra più persone nello stesso ambiente virtuale per impieghi di manutenzione virtuale e la messa a punto di task collaborativi.
Application Design, Application Development, Component Integration, Solution Deployment, Systems Engineering, Development of syntethic environment & virtual reality tools, Simulator environments & virtual reality, Real Time Simulators, Selection & Training
Virtual Reality Lab

 

 

Realizzazione di un Ambiente Virtuale Collaborativo<img alt="" src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/Lab%20di%20Realt%c3%a0%20Virtuale.png" style="BORDER:0px solid;" />https://webauthoring.cira.it/it/ricerca/Pages/CVE.aspxRealizzazione di un Ambiente Virtuale Collaborativo<p style="text-align:justify;">Con l'ambiente di realtà virtuale collaborativo <em>physics-based</em> il CIRA vuole portare la capacità di interagire di una o più persone in uno stesso ambiente virtuale ai massimi livelli di realismo comportamentale oggi consentiti dalla tecnologia, in modo da offrire a chi vorrà impiegare queste innovative tecniche per l'ergonomia, l'addestramento e la progettazione, un potente strumento unico nel suo genere.</p><p style="text-align:justify;">Il settore applicativo che meglio sfrutta la capacità di interagire manualmente in prima persona offerta dalla tecnologia di interfacciamento in Realtà Virtuale è quello della manutenzione in virtuale, visto sia per l'addestramento (Virtual Maintenance Trainer) che per effettuare verifiche di manutenibilità in fase di progetto (Design for Maintainability, DfM).</p><p style="text-align:justify;">L'altro importante obiettivo è massimizzare l'ergonomia dell'esperienza virtuale minimizzando l'onere di interfacciamento per i partecipanti, ai quali deve anche essere offerta la massima libertà di movimento nell'area tracciata. Dal punto di vista tecnologico questo passa attraverso l'impiego di dispositivi di interfacciamento uomo-macchina di tipo Natural User Interface (NUI), che rilevano in modo <em>touchless</em> (otticamente) il movimento delle persone e il dettaglio delle loro parti del corpo tra cui, in particolare, quello delle mani. In parallelo si mira anche a liberare da ogni cavo di collegamento tra quanto indossato (visore VR, sensori di tracciamento e dispositivi NUI) e i computer che pilotano la simulazione immersiva, in modo che le persone che interagiscono collaborativamente non vengano intralciate da questi e non si intralcino reciprocamente.</p><p> </p><p>​Programma CIRA finanziato dal PRO.R.A. </p><p style="text-align:justify;">Il progetto viene portato avanti interamente nel Laboratorio di Realtà Virtuale del CIRA e si basa su un'evoluzione del software di realtà virtuale CIRA ViRstperson, sviluppato nel Laboratorio stesso.</p><p style="text-align:justify;">Le principali attività condotte per la realizzazione dell'innovativo ambiente virtuale di collaborazione includono lo sviluppo di tecniche e relativi moduli software che vanno ad accrescere le funzionalità di ViRstperson, e un lavoro di adeguamento del Laboratorio, logistico e di attrezzature, per ospitare l'interazione immersiva a più persone. Esse includono:</p><ol style="text-align:justify;"><li style="text-align:justify;"><p>L'adeguamento delle tecniche di interazione ed assemblaggio del motore di fisica di ViRstperson, basato sulla libreria open-source ODE (Open Dynamics Engine), a funzionare in congiunzione con input da dispositivi di Natural User Interface (Kinect, Leap Motion Controller);</p></li><li><p>L'evoluzione di ViRstperson a supportare concorrentemente una molteplicità di utenti tutti nello stesso ambiente di visualizzazione e interazione (modalità cluster estesa);</p></li><li><p>La realizzazione di un sistema di tracciamento di tutte le parti rilevanti del body di più figure umane (tracciamento multi-persona) basato su un sistema di più Kinect (3-4);</p></li><li><p>La realizzazione sperimentale di un setup wearable per interazione immersiva wireless, attualmente non disponibile nell'offerta tecnologica commerciale, costituito da un HMD, da un Leap Motion controller montato davanti all'HMD e da un computer attaccato alla cinta che si occupi di fare la decodifica del flusso videografico in streaming dal PC al casco, che faccia girare il software del Leap Motion e che invii con bassissima latenza i dati di tracking di mani e testa al PC su cui gira la simulazione di realtà virtuale.</p></li></ol><p style="text-align:justify;">L'ambiente di simulazione si basa su un sistema motore di simulazione fisico-comportamentale in grado di far interagire l'utilizzatore, nel ruolo di manutentore aeronautico, con le parti di un velivolo riprodotto virtualmente da smontare/rimontare per fini di addestramento alla manutenzione (Virtual Maintenance Trainer in Realtà Virtuale in prima persona) o per condurre verifiche di manutenibilità già in fase di progetto. </p><p style="text-align:justify;">L'ambiente virtuale risultante è di tipo collaborativo (CVE) e consentirà la partecipazione all'esperienza virtuale immersiva a più di una persona, in modo che i partecipanti si ritrovino in condizione di simulare l'esecuzione di un lavoro di tipo collaborativo. L'ambiente collaborativo consente alle persone di eseguire l'esperienza o stando tutte in un medesimo ambiente fisico (co-locate), come ad esempio l'area immersiva del Laboratorio di Realtà Virtuale del CIRA, oppure di sperimentare l'impiego della stessa applicazione con le persone poste a distanza tra loro in laboratori adeguatamente attrezzati e collegati in rete.</p><p style="text-align:justify;">La collaborazione tra gli utenti è di tipo physics-based. In pratica la simulazione collaborativa in realtà virtuale immersiva permette agli utenti di interagire concorrentemente con lo stesso ambiente simulato attraverso un motore di calcolo della dinamica dei corpi rigidi che, rispetto alla stessa applicazione operata da un singolo utente, gestisce le problematiche introdotte dalle latenze tra gli input e l'effetto percepito visivamente dovuti alla complessità dell'ambiente (ogni manichino virtuale contribuisce alla complessità del mondo della dinamica con più di 50 corpi rigidi articolati), al complesso flusso di dati di tipo grafico nell'architettura di visualizzazione in cluster e alla eventuale distribuzione geografica dei partecipanti.</p>2015-01-31T23:00:00Z36.0000000000000

 Galleria multimediale

 

 

 ATTIVITÀ

 

 

Collaborazione physics-based in un ambiente virtuale comune<img alt="" src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/articoloCVE.jpg" style="BORDER:0px solid;" />https://webauthoring.cira.it/it/ricerca/Pages/Collaborazione-physics-based-in-un-ambiente-virtuale-comune.aspxCollaborazione physics-based in un ambiente virtuale comuneL’attività mira a consentire la partecipazione all’esperienza virtuale immersiva physics-based a più di una persona, in modo che i partecipanti si ritrovino in un stesso ambiente virtuale e possano simulare l’esecuzione di un lavoro congiuntamente e collaborativamente.2017-02-09T23:00:00Z
Tecniche di interazione e assemblaggio physics-based con i nuovi dispositivi di interfaccia uomo-macchina di tipo Natural User Interface<img alt="" src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/lrvt3_b.jpg" style="BORDER:0px solid;" />https://webauthoring.cira.it/it/ricerca/Pages/Tecniche-di-interazione-e-assemblaggio-physics-based-con-i-nuovi-dispositivi-di-interfaccia-uomo-macchina-di-tipo-Natural-U.aspxTecniche di interazione e assemblaggio physics-based con i nuovi dispositivi di interfaccia uomo-macchina di tipo Natural User InterfaceL’obiettivo di questa attività è progettare e implementare nel sistema software del Laboratorio di Realtà Virtuale del CIRA di tecniche avanzate e dispositivi di ultima generazione per migliorare le attuali capacità di interazione manuale diretta della persona con gli oggetti del mondo virtuale2017-02-09T23:00:00Z