Создан мобильный реалистичный и экономичный VR-тренажёр для нефтяной отрасли

Учёные Сибирского федерального университета предложили внести ряд изменений в существующие модели VR-тренажёров для работы на нефтяных месторождениях. Специалистами разработан собственный усовершенствованный тренажёр «Метаместорождение», оптимизированный под использование исключительно на VR-очках без подключения к ПК. Он позволит повысить качество обучения, обеспечит более реалистичное взаимодействие с технологическим оборудованием и увеличит мобильность и доступность платформы. Об этом сообщает пресс-релиз СФУ.

По словам заведующего лабораторией «Digital Humanities» Алексея Санина, внедрение цифровых технологий для повышения эффективности производства и снижения затрат является одной из главных задач нефтегазовых компаний в условиях усиливающейся конкуренции.

«Одна из таких технологий – виртуальные тренажёры, на которых будущие работники нефтегазового сектора тренируются управлять сложным оборудованием. Эти тренажёры создают иммерсивный эффект присутствия, прямо как на реальных физических тренажёрах, причём на них можно совершенствовать свои профессиональные навыки в безопасной среде. Крупные компании инвестируют значительные средства в такого рода подготовку, кроме того, виртуальные тренажёры выгоднее с экономической точки зрения», – отметил учёный.

Виртуальный тренажёр – это интерактивный инструмент обучения, пользователи которого применяют экранные платформы/программное обеспечение, отражающие реалистичные события. Такие тренажёры дают пользователю немедленную обратную связь и реакцию на его действия. Отрабатывать задачи на подобном оборудовании можно так часто, как это необходимо. Можно симулировать аварийные ситуации в виртуальной среде, не подвергая работника опасности. VR-тренажёры дают целый комплекс ощущений человеку, находящемуся в искусственно созданном трёхмерном мире: можно менять точку обзора, приближать и удалять объекты.

В настоящее время уже существуют VR-тренажёры для подготовки медиков, строителей, работников промышленности, нефтедобывающей отрасли. Для того, чтобы разработать собственный тренажёр, учёные лаборатории «Digital Humanities» проанализировали недостатки аналогичных проектов.

«Одна из проблем для тренажёров виртуальной реальности в нефтегазовой сфере – это их аппаратные ограничения. Часть тренажёров требует подключения VR-очков к ПК, другие вовсе не поддерживают VR и работают только в настольной (desktop) версии. Это ограничивает мобильность пользователя и увеличивает затраты на приобретение оборудования. Или, к примеру, в некоторых таких тренажёрах проблемы с проработкой программных скриптов», – сообщила специалист лаборатории «Digital Humanities» Алина Дяченко.

Разрабатывая собственный VR тренажёр «Метаместорождение», исследователи СФУ учли возможность развития и расширения полученного продукта. Это позволит в будущем гибко адаптировать проект под новые реалии, добавить новые тренажёры. Учёные предложили использовать в разработке префабы. Так называются шаблоны для объектов в игровом движке Unity. Создав «образец» объекта с заданными характеристиками, его можно дублировать по всей сцене. При изменении «образца» все объекты, созданные на его основе, автоматически изменятся. Все повторяющиеся элементы в тренажёре, такие как вентили, манометры и гайки, были созданы учёными СФУ на основе префабов. Также был оптимизирован процесс передачи информации внутри тренажёра. Вместо хранения информации о работе скважины целиком, была разработана нодовая система, где информация о движении нефти передаётся через задвижки на скважине с УЭЦН (установка электроприводного центробежного насоса) и газовой скважине. Это повысило реалистичность тренажёра, ведь нодовая система точно воспроизводит поведение скважины и соответствующие реальным условиям эксплуатации показатели давления.

«Чтобы использовать нашу модель тренажёра только с помощью VR-очков, решили не включать функцию Update в разрабатываемое программное обеспечение. Её использование может привести к потере производительности. Также снизили нагрузку на видеокарту VR-очков, создав оптимизированную систему отображения объектов в сцене», - подчеркнул специалист лаборатории «Digital Humanities» Артём Силинский.

Учёные сообщили, что частая проблема VR-тренажёров в том, что взаимодействие с объектами возможно только по определенному образцу (скрипту) и в правильной последовательности действий. В тренажёре «Метаместорождение» объекты существуют сами по себе, поэтому взаимодействовать с ними можно любым способом, как «правильным», так и «неправильным».

Максим Румянцев отмечает, что разработчики отказались от использования триггеров - зон, при входе в которые программа активируется автоматически. Такие зоны позволяют увеличить количество взаимодействий в VR-тренажере благодаря простоте реализации, однако они не дадут пользователю реалистичного опыта работы с оборудованием. Например, в VR-тренажере от компании District Zero поворот вентилей и кранов происходит автоматически, без взаимодействия пользователя с данным оборудованием. Пользователю достаточно сжать правую руку и находиться в поле срабатывания триггера. Для повышения реалистичности и погружённости в учебный процесс пользователь на тренажёре сможет «откручивать гайки» или «поворачивать вентиль» самостоятельно, имитируя руками движения, как при использовании реальных объектов.