Кібернетичний костюм для взаємодії з віртуальною реальністю

Анотація

Проведено дослідження в галузі структури архітектури кібернетичного костюма для роботи з віртуальною реальністю. На даний час актуальним є використання таких систем для реалізації різних сценаріїв реабілітації людей, а також для проведення можливих занять з навчання операторів механізованих пристроїв тощо. Ціль полягає в тому, щоб домогтися максимально можливої точності повторення рухів оператора, тобто захоплення руху, при найменших фінансових витратах. Початковий варіант костюма створювався на базі Arduino та Unity 3D для візуалізації. Тривимірна модель людини на основі кватерніону побудована в Unity 3D, яка повторює всі повороти реальної людини. Але перша архітектура мала проблеми з продуктивністю і точністю. Було проведено серію експериментів щодо підвищення ефективності прототипів кібернетичного костюма. Завдяки впровадженню запропонованого нового типу архітектури, а саме «контролер-датчик», вдається повністю позбавитися неточності даних від датчиків. Також дозволяє прибрати несанкціоновану зміну положення частин корпусу 3D моделі та підвищити загальну стійкість та перешкодозахищеність виробу. Представлено програмне забезпечення, засноване на алгоритмі обробки даних із датчиків гіроскопа та акселерометра, та описано можливість модернізації конструкції апаратної частини костюма, спрямовану на оптимізацію вихідних характеристик. Для досягнення мети було отримано максимально стабільну і перешкодостійку передачу первинних даних з кібернетичного костюма в 3D-модель з мінімально можливою кількістю помилок у шинах передачі даних. В результаті модернізація кібернетичного костюма для взаємодії з віртуальною реальністю дозволила підвищити точність даних з 66 % до 94,5 % та знизити кількість перешкод із 40,59 % до 5,5 %.