Piaskownica rzeczywistości rozszerzonej

Augmented Reality Sandtable (ARES) to interaktywny, cyfrowy stół piaskowy , który wykorzystuje technologię rzeczywistości rozszerzonej (AR) do tworzenia trójwymiarowej mapy pola bitwy. Został opracowany przez Human Research and Engineering Directorate (HRED) w Army Research Laboratory (ARL), aby połączyć pozytywne aspekty tradycyjnych wojskowych piaskownic z najnowszymi technologiami cyfrowymi, aby lepiej wspierać szkolenie żołnierzy i oferować nowe możliwości uczenia się. Wykorzystuje projektor do wyświetlania mapy topograficznej na piasku w zwykłej piaskownicy, a także czujnik ruchu, który śledzi zmiany w układzie piasku, aby odpowiednio dostosować generowany komputerowo obraz terenu.

Badanie ARL przeprowadzone w 2017 roku z udziałem 52 żołnierzy czynnej służby (36 mężczyzn i 16 kobiet) wykazało, że uczestnicy, którzy korzystali z ARES, spędzali mniej czasu na ustawianiu stołu w porównaniu z uczestnikami, którzy korzystali z tradycyjnego stołu piaskowego. Ponadto ARES wykazał niższy wynik postrzeganego obciążenia pracą, mierzony za pomocą wskaźników NASA Task Load Index (NASA-TLX), w porównaniu z tradycyjnym piaskownicą. Jednak nie było znaczącej różnicy w wynikach testu po wiedzy w odtwarzaniu mapy wizualnej.

Rozwój

Projekt ARES był jedną z 25 inicjatyw ARL rozwijanych w latach 1995-2015, które koncentrowały się na wizualizacji danych przestrzennych na interfejsach wirtualnych lub piaskowych. Został opracowany przez Centrum Technologii Symulacji i Szkolenia HRED (STTC) z Charlesem Amburnem jako głównym badaczem. Współpraca z ARES obejmowała Dignitas Technologies, Design Interactive (DI), Instytut Symulacji i Szkolenia Uniwersytetu Centralnej Florydy oraz Akademię Wojskową Stanów Zjednoczonych w West Point .

ARES został w dużej mierze zaprojektowany jako namacalny interfejs użytkownika (TUI) , w którym można manipulować informacjami cyfrowymi za pomocą obiektów fizycznych, takich jak ręka osoby. Został zbudowany przy użyciu gotowych komercyjnych komponentów, w tym projektora, laptopa, monitora LCD, czujnika Microsoft Xbox Kinect i opracowanego przez rząd oprogramowania ARES. Gdy projektor i czujnik Kinect są skierowane w dół na powierzchnię piaskownicy, projektor zapewnia cyfrową nakładkę na piasek, a czujnik Kinect skanuje powierzchnię mapy, aby wykryć wszelkie gesty użytkownika wewnątrz granic piaskownicy.

Podczas opracowywania naukowcy zbadali możliwość uwzględnienia pomysłów, takich jak powierzchnie wielodotykowe, holograficzne wyświetlacze 3D i środowiska wirtualne. Jednak ograniczenia budżetowe ograniczały realizację takich pomysłów.

We wrześniu 2014 roku podczas wystawy Modern Day Marine w Quantico w Wirginii naukowcy z ARL po raz pierwszy zaprezentowali ARES.

Używa

Według raportu technicznego naukowców z ARL z 2015 r., ARES ma następujące możliwości.

Obrazy, mapy i filmy mogą być rzutowane na piaskownicę z punktu widzenia z góry na dół w czasie rzeczywistym.
Teren i scenariusze utworzone w ARES można importować do różnych aplikacji symulacyjnych, takich jak Virtual Battlespace 3 (VBS3) i One Semi-Automated Forces (OneSAF).
Symbole wojskowe i grafiki można tworzyć, oznaczać i umieszczać na stole z piaskiem, aby tworzyć różne scenariusze.
Pomoce wizualne, takie jak schematy kolorów i linie konturowe, mogą służyć użytkownikom do kształtowania piasku w celu odtworzenia wcześniej zapisanego terenu 3D.
Użytkownicy mogą używać dłoni do poruszania się po różnych menu dostępnych w ARES tak, jakby to była mysz.
Czujnik ARES może wykrywać i śledzić obecność rąk, aby określić, gdzie użytkownik wskazuje na stole do piaskowania.
Za pomocą kamery internetowej można komunikować się z innymi użytkownikami i udostępniać współpracownikom widok z góry na piaskownicę.
Aplikacje na tablety oparte na technologii AR i specjalnie wykonane karty z notatkami mogą służyć do wyświetlania obrazów różnych pojazdów w terenie.