Digital Factory and Virtual Reality: Teaching Virtual Reality Principles with Game Engines

Virtual reality (VR) is widely used in various industrial applications. All leading industrial manufacturing companies today have a strategy called the ‘concept of a digital factory’ where all aspects of manufacturing are digitally verified on digital mock-ups prior to physical manufacturing. Other than that, it is a rapidly developing new medium and further development of VR and IT will open up new possibilities. The new concept of Industry 4.0 is based on using approaches like the Internet of Things, Cloud Computing, Cyber-Physical Systems and Virtual Reality. With the decreasing cost of VR devices, even smaller businesses are able to implement such technologies. It is therefore crucial that mechanical engineering graduates are familiar with these new technologies and trends. We had to use unconventional methods to educate mechanical engineering students in the latest trends in IT and VR. Back in 2010, there were almost no tools available for teaching how to create industry-themed VR environments, which did not require complicated coding, so we decided to make our own. To simplify the development, we used Source Engine as the core and enhanced it with a library of textures, models and scripts we called DigiTov. Although Source Engine is a game engine, the master logic of VR development is the same as for professional SW products. In autumn 2015, a group of 10 students modified the DigiTov for Unity3D, forming a team made up of different roles

Možnosti využití virtuální reality v oblasti bezpečnosti práce

Tento článek se věnuje rešerši odborných publikací, jež se zabývají problematikou virtuální reality, a sice se zaměřením na zkoumání možností, jak virtuální realitu využít v oblasti bezpečnosti práce. Článek analyzuje a sumarizuje různé přístupy a aplikace, které přináší inovativní pohled na zlepšení pracovního prostředí a minimalizaci rizik souvisejících s pracovní činností pomocí technologie virtuální reality. Výstupem, který byl derivován na základě zkušeností s praktickou přípravou a implementací podobných simulací, je diskuse, která zahrnuje výhody a nevýhody využití, dále je to popis výzkumných trendů a doporučeních pro efektivní využití virtuální reality v kontextu bezpečnosti práce.Příspěvek byl vytvořen za podpory projektu SGS-2021-028 s názvem "Vývojové a tréninkové prostředky pro interakci člověka a kyber-fyzického výrobního systému“ řešeného v rámci Interní grantové agentury Západočeské univerzity v Plzni

Rozšířená realita v průmyslové kontrole kvality

Rozšířená realita se řadí mezi klíčové technologie koncepce Průmyslu 4.0. S časem se stále vyvíjí a díky tomu umožňuje podporu různých procesů ve výrobních systémech, mezi které patří také kontrola kvality. Výrobní procesy vyžadují stále vyšší úroveň kvality a minimální chybovost. Rozšířená realita může být jedním ze způsobů podpory operátorů při kontrolních úkolech díky poskytnutí imerzního rozhraní pro zvýšení výkonnosti a přesnosti v oblasti kvality. Cílem této práce je představení přehledu využití rozšířené reality pro oblasti kontroly kvality v průmyslových aplikacích.Příspěvek byl vytvořen za podpory projektu SGS-2021-028 s názvem "Vývojové a tréninkové prostředky pro interakci člověka a kyber-fyzického výrobního systému“ řešeného v rámci Interní grantové agentury Západočeské univerzity v Plzni.Rozšířená realita se řadí mezi klíčové technologie koncepce Průmyslu 4.0. S časem se stále vyvíjí a díky tomu umožňuje podporu různých procesů ve výrobních systémech, mezi které patří také kontrola kvality. Výrobní procesy vyžadují stále vyšší úroveň kvality a minimální chybovost. Rozšířená realita může být jedním ze způsobů podpory operátorů při kontrolních úkolech díky poskytnutí imerzního rozhraní pro zvýšení výkonnosti a přesnosti v oblasti kvality. Cílem této práce je představení přehledu využití rozšířené reality pro oblasti kontroly kvality v průmyslových aplikacích

Testování vývojářské sady Vuforia pro rozšířenou realitu v navigačním procesu pro optimalizaci GPS technologie

Jednou z významných oblastí pro aplikaci rozšířené reality se jeví oblast logistiky. Rozšířená realita nabízí řadu přístupů, jak lokalizovat hledaný cíl ve skladu. GPS technologie disponuje značnou nepřesností, a to v průměru až 5 metrů. Experimentální měření přináší zjištění, a to konkrétně ve vzdálenostním a úhlovém omezení této navigační aplikace založené na značkách. Otestováním vývojářské sady Vuforia změříme vzdálenosti a úhlů pro detekci markerů, které se umístí podél uličky skladu a budou napomáhat dotrackovat virtuální artefakty ve venkovním prostředí. Tyto údaje definují omezení metody a její aplikovatelnost. Data slouží jako základ pro experimentální parametr, který se aplikuje do matematického vzorce. Vzorec stanovuje minimálně nutný rozměr markeru na základě šířky logistické cesty. Tento návrh lze uplatit zejména u pěší navigace ve skladu. Závěrem jsme definovaly limity, které jsou značně omezující, zejména v nutnosti rozměrných markerů. Řešení je proto vhodné hledat v hybridním přístupu.Příspěvek byl vytvořen za podpory projektu SGS-2021-028 s názvem "Vývojové a tréninkové prostředky pro interakci člověka a kyber-fyzického výrobního systému“ řešeného v rámci Interní grantové agentury Západočeské univerzity v Plzni

Ergonomics Evaluation Using Motion Capture Technology—Literature Review

Due to the increasingly high proportion of manual activities in production processes, there is a constant risk of musculoskeletal disorders or work-related injuries. The risk of these problems is exacerbated by the trend towards an ageing working population. European legislation is pressing for improved working conditions to eliminate the risks associated with health problems for workers. For this reason, the application of ergonomics in this field is growing. Musculoskeletal disorders, which are most often caused by inappropriate working postures, are a major problem. There are many methods for evaluating working postures. However, there is a high degree of subjectivity in the risk assessment. Motion capture kinematic suits can ensure the objectivity of the assessment. This article discusses research on ergonomics assessment using motion capture technology. A systematic literature search method was used for the research, beginning with the determination of the research procedure, through the definition of the research queries, to the formulation of the research itself to identify relevant sources. The study presents the most widely used methods for assessing the ergonomics of work positions using motion capture technology, their advantages, and disadvantages. It also follows the trend in the number of publications between 2010 and 2022 in countries where the topic is most frequently addressed and in the industries where motion capture technology is used for ergonomics assessment in general. The research showed that this approach is most often used in industry and logistics, and less frequently in healthcare and sport. The authors agree that the most frequently used ergonomics assessment methods are not complex enough to be used in combination with motion capture and that a combination of the two is needed. At the same time, this technology has become very important in the field of ergonomic evaluation of work positions, offering a higher degree of objectivity, or can be combined with the use of virtual reality, but the evaluation systems are still not error-free and there is a need for continuous improvement

Tvorba modulárního interaktivního digitálního dvojčete výrobního úseku pro virtuální realitu

Článek se se zabývá tvorbou modulárního interaktivního digitálního dvojčete sestaveného výrobního úseku stavebnice Fischertechnik pro virtuální realitu. Práce je v první části zaměřena na vysvětlení a objasnění pojmů Průmysl 4.0 a digitální dvojče. V druhé části práce obsahuje stručný popis tvorby 3D modelů v softwaru Blender a následnou tvorbu interaktivního digitálního dvojčete včetně jeho napojení na sestavený výrobní úsek stavebnice Fischertechnik.SGS-2021-028 s názvem Vývojové a tréninkové prostředky pro interakci člověka a kyber-fyzického výrobního systému (Developmental and training tools for the interaction of man and the cyber-physical production system

Využití virtuální reality pro primární prevenci v cyklistice

Nástroje virtuální reality již nějakou dobu nejsou doménou pouze průmyslového kontextu a postupně se rozšiřují napříč řadou oborů, ať už se jedná o zdravotnictví, bezpečnostní sbory, školství aj. Výjimkou není ani sport. V rámci sportovní edukace v rovině prevence byla navržena, připravena a implementována aplikace cílící na cyklisty a cyklistiky, především pak z kategorie hobby cyklista/cyklistka, a to napříč věkovým spektrem. Smyslem navržené aplikace je primární prevence a aktivní ovlivňování následného chování cyklistů při pohybu na dopravních komunikacích. Studie představuje koncepci příslušné aplikace, výukové cíle, didaktické i technické zpracování a samotný výstup, který byl diseminován cestou samostatné aplikace virtuální reality cílené na edukaci a trénink cyklistů a cyklistek v uvedené problematice.Příspěvek byl vytvořen za podpory projektu SGS-2023-025 s názvem "Ekologicky udržitelná výroba“ řešeného v rámci Interní grantové agentury Západočeské univerzity v Plzni

Competencies of Industrial Engineers for Implementing Augmented Reality Metadata Systems

The paper focuses on the use of augmented reality (AR) by industrial engineers, especially for determining the necessary competencies required for its use. Industrial engineers are not inherently programmers. Nevertheless, augmented reality is a modern trend in their field, especially in relation to the concept of Industry 4.0 and industry in general, where it has a higher potential than virtual reality. In the first part of this paper, we placed augmented reality and the competencies required for its use in the context of industrial engineering. Subsequently, we described our own methods of implementing an augmented reality industrial metadata visualization system, namely Help Lightning Fieldbit and Unity 3D, using the Vuforia extension. We chose the metadata used in the methods with regard to their environmental potential. In this part of the paper, we also described the chosen and applied testing methodology using a questionnaire survey. Subsequently, we described the results from the questionnaire surveys of both these approaches of implementing augmented reality methods. Finally, we evaluated the results and compared them with each other and with results from other authors. As the results show, the most important competencies for creating the described AR environments are analytical competencies. We draw conclusions from the collected data regarding the necessary competencies for the creation of AR scenes using these methods and their deployment in industry, including an outline for further research

The Use of Virtual Reality in Training Paramedics for a Mass Casualty Incident

This paper presents the design of a virtual reality learning module inspired by the exercises of healthcare professionals and its limitations as a result of action research carried out by the authors’ collective. The module is implemented on a car crash scenario as a emergency event. Virtual reality training is presented here as an important supplement to traditional paramedic training with the potential to reduce costs and make paramedic training more effective as part of their refresher training for their job roles. Real-time training and its limitations are described, especially regarding patient triage, this aspect being considered as one of the key aspects in the context of virtual reality. Furthermore, the results of a questionnaire survey among the mannequins and interviews with the trainees are presented, while the virtual reality environment of the module was designed to be intuitive for each student with the possibility of self-service without major demands on the logistical organization of the staff for the updating training. The authors relied on an expert group of multi-disciplinary experts for development. The outcome of the action research and the data collected by it is a fully prepared module for teaching selected skills in reflection of the situational context of a traffic accident with mass casualties. In the context of the presented module, measurements are being prepared to compare selected variables between real training and virtual reality training with the same scenario on student paramedics and professional paramedics

Negative Regulation of Mast Cell Signaling and Function by the Adaptor LAB/NTAL

Engagement of the Fcɛ receptor I (FcɛRI) on mast cells and basophils initiates signaling pathways leading to degranulation. Early activation events include tyrosine phosphorylation of two transmembrane adaptor proteins, linker for activation of T cells (LAT) and non–T cell activation linker (NTAL; also called LAB; a product of Wbscr5 gene). Previous studies showed that the secretory response was partially inhibited in bone marrow–derived mast cells (BMMCs) from LAT-deficient mice. To clarify the role of NTAL in mast cell degranulation, we compared FcɛRI-mediated signaling events in BMMCs from NTAL-deficient and wild-type mice. Although NTAL is structurally similar to LAT, antigen-mediated degranulation responses were unexpectedly increased in NTAL-deficient mast cells. The earliest event affected was enhanced tyrosine phosphorylation of LAT in antigen-activated cells. This was accompanied by enhanced tyrosine phosphorylation and enzymatic activity of phospholipase C γ1 and phospholipase C γ2, resulting in elevated levels of inositol 1,4,5-trisphosphate and free intracellular Ca2+. NTAL-deficient BMMCs also exhibited an enhanced activity of phosphatidylinositol 3-OH kinase and Src homology 2 domain–containing protein tyrosine phosphatase-2. Although both LAT and NTAL are considered to be localized in membrane rafts, immunogold electron microscopy on isolated membrane sheets demonstrated their independent clustering. The combined data show that NTAL is functionally and topographically different from LAT