Представители НОШ МГУ «Мозг» представили новое исследование о повышении надежности операторов управления луноходами в условиях виртуальной реальности. Работа может стать прорывом в разработке надежных систем управления космической техникой, а ее результаты были представлены на Всероссийской конференции «Ломоносов-2023».
В настоящее время развитие компьютерных технологий приводит к активному совершенствованию технических средств в различных областях, включая космическую технику. С учетом значительной аварийности современной техники по вине человека и высокой стоимости ошибок особое внимание уделяется надежности и профессиональной подготовке космонавтов и операторов управления космическими аппаратами.
Цель работы заключалась в изучении параметров когнитивного функционирования операторов луноходов в условиях виртуальной реальности и их влияния на надёжность профессиональной деятельности. Для проверки гипотезы ученые использовали виртуальную среду «Луна», созданную совместно с компанией Sci-VR и ИМБП РАН, которая предназначена для тренировки операторов управления луноходами в условиях пересеченной местности и анализа их действий. Участники эксперимента должны были управлять луноходом по маршруту, проходя через различные точки на поверхности Луны, и избегать поломок и провалов миссии. Данная среда ранее использовалась в серии изоляционных экспериментов «SIRIUS».
Предполагалось, что надёжность оператора виртуального лунохода зависит от его когнитивной нагрузки в процессе выполнения задачи. Были рассмотрены три показателя: рабочая память, внимание и мысленное вращение геометрических фигур.
Участников разделили на две группы: надёжные операторы, которые успешно справились с миссией, и ненадёжные, которым не удалось выполнить поставленную задачу. В результате анализа данных были сделаны следующие выводы. С одной стороны, показатели рабочей памяти и устойчивости внимания никак не отличаются между группами надёжных и ненадёжных испытуемых. С другой же стороны, надёжные операторы выполняли задачу быстрее и с меньшим количеством попыток, чем ненадёжные, что свидетельствует о более эффективной работе в условиях виртуальной реальности.
Эти результаты подтверждают возможность использования виртуальной реальности в обучении и тренировке операторов управления луноходами. Исследование позволит разработать эффективные системы обучения и подготовки космонавтов и операторов, определить слабые места в системе «Человек-Машина», что в свою очередь повысит надежность космической техники и уменьшит вероятность человеческого фактора в возникновении аварий.
«Результаты нашего исследования позволяют сделать новый шаг в разработке надежных систем управления космической техникой. Применение виртуальной реальности в обучении и тренировке операторов открывает новые перспективы в повышении качества и безопасности космических миссий», — отметила научный сотрудник кафедры прикладной механики и управления механико-математического факультета МГУ Маргарита Белоусова.
Результаты работы представляют собой важный шаг в области космической техники и тренировок в виртуальной реальности, и его результаты могут стать ключевым элементом для разработки надежных систем управления космической техникой в будущем.
В настоящее время развитие компьютерных технологий приводит к активному совершенствованию технических средств в различных областях, включая космическую технику. С учетом значительной аварийности современной техники по вине человека и высокой стоимости ошибок особое внимание уделяется надежности и профессиональной подготовке космонавтов и операторов управления космическими аппаратами.
Цель работы заключалась в изучении параметров когнитивного функционирования операторов луноходов в условиях виртуальной реальности и их влияния на надёжность профессиональной деятельности. Для проверки гипотезы ученые использовали виртуальную среду «Луна», созданную совместно с компанией Sci-VR и ИМБП РАН, которая предназначена для тренировки операторов управления луноходами в условиях пересеченной местности и анализа их действий. Участники эксперимента должны были управлять луноходом по маршруту, проходя через различные точки на поверхности Луны, и избегать поломок и провалов миссии. Данная среда ранее использовалась в серии изоляционных экспериментов «SIRIUS».
Предполагалось, что надёжность оператора виртуального лунохода зависит от его когнитивной нагрузки в процессе выполнения задачи. Были рассмотрены три показателя: рабочая память, внимание и мысленное вращение геометрических фигур.
Участников разделили на две группы: надёжные операторы, которые успешно справились с миссией, и ненадёжные, которым не удалось выполнить поставленную задачу. В результате анализа данных были сделаны следующие выводы. С одной стороны, показатели рабочей памяти и устойчивости внимания никак не отличаются между группами надёжных и ненадёжных испытуемых. С другой же стороны, надёжные операторы выполняли задачу быстрее и с меньшим количеством попыток, чем ненадёжные, что свидетельствует о более эффективной работе в условиях виртуальной реальности.
Эти результаты подтверждают возможность использования виртуальной реальности в обучении и тренировке операторов управления луноходами. Исследование позволит разработать эффективные системы обучения и подготовки космонавтов и операторов, определить слабые места в системе «Человек-Машина», что в свою очередь повысит надежность космической техники и уменьшит вероятность человеческого фактора в возникновении аварий.
«Результаты нашего исследования позволяют сделать новый шаг в разработке надежных систем управления космической техникой. Применение виртуальной реальности в обучении и тренировке операторов открывает новые перспективы в повышении качества и безопасности космических миссий», — отметила научный сотрудник кафедры прикладной механики и управления механико-математического факультета МГУ Маргарита Белоусова.
Результаты работы представляют собой важный шаг в области космической техники и тренировок в виртуальной реальности, и его результаты могут стать ключевым элементом для разработки надежных систем управления космической техникой в будущем.