Визуализируй это

Многое из того, что раньше жило только в фантастических рассказах и фильмах, теперь стало нашей реальностью, в том числе виртуальные миры. Технологии по воссозданию реальности поначалу применялись лишь для развлечения. Но сегодня VR-технологии выступают большим подспорьем для бизнеса и решают серьезные производственные задачи

История вопроса

Первой попыткой погрузить человека в изображение можно назвать стереоскоп английского физика Чарльза Уитстона, разработанный в 1838 году. Он использовал особенность стереоскопического зрения, когда мозг объединяет двухмерное изображение с каждого глаза в одно трехмерное.

Литература, предвосхищая научную мысль, проецировала новую реальность. В 1935 году американский фантаст и футурист Стенли Вейнбаум сделал одним из героев своего рассказа «Очки Пигмалиона» профессора, который изобрел очки, позволяющие создать оптическую, слуховую, вкусовую, кинестетическую и обонятельную иллюзию реальности. Теперь мы понимаем, что это был прообраз VR‑шлема — предмета, знакомого любому подростку. Но в реальности до этого было еще далеко.

Первым воплотить мечту фантаста довелось американскому режиссеру Мортону Хейлигу. В 1962 году он, применяя свои операторские навыки, разработал Sensorama — устройство, которое позволяло зрителю не только смотреть отснятые кадры, но и буквально ощущать себя частью происходящего.

Затем пришло время подружить VR-технологии с компьютерами. Пионером этого процесса заслуженно считается американский ученый Айвен Сазерленд. В 1965 году он описал концепцию, в которой компьютерная имитация мира воздействует на пользователя через специальный шлем, который создает удивительно реалистичную иллюзию, при этом у пользователя есть возможность взаимодействовать с объектами в виртуальной реальности. А в 1968 году Сазерленд совместно со своим учеником и коллегой Бобом Спроуллом разработал первый компьютерный шлем виртуальной реальности. Ранние прототипы VR-гарнитур столкнулись с несовершенством технологий своего времени. Ученые не могли решить проблемы с весом устройств и контентом для них, поэтому развитие остановилось вплоть до 1990-х‑годов, когда на VR обратили внимание производители игровых консолей.

Сейчас конструкторская документация передана в экспертную организацию для проведения оценки соответствия в форме экспертизы. Выполняется подготовка производства для изготовления.

Потехе час, а делу время

Однако не стоит думать, что все усилия ученых были сконцентрированы на использовании VR-технологий только для игр и развлечений. С 1960-х годов инженер-электрик Томас Фернесс работал над визуальными дисплеями и приборами для тренировочных кабин ВВС США. К концу 1970-х годов он начал разработку виртуальных интерфейсов для управления полетом, а в 1982-м продемонстрировал симулятор визуально связанных бортовых систем, более известный как шлем Дарта Вейдера.

В наше время инженеры Boeing создали по заказу НАСА виртуальную версию космического корабля Starliner для тренировки астронавтов, воплотив до мельчайших деталей переключатели, экраны и панели управления. А пилоты Boeing 737, впервые в гражданской авиации, теперь могут видеть сквозь облака, поскольку авиалайнер получил разрешение на пилотирование в шлемах дополненной реальности, аналогичных устройствам, используемым пилотами истребителей.

От метавселенной Boeing перейдем к нашим реалиям и использованию VR-технологий в атомной промышленности. ЦКБМ впервые использовало иммерсивные технологии для визуализации проектируемого оборудования в ходе согласования конструкторской документации с заказчиком. Визуализировали разгрузочно-загрузочную машину (РЗМ-С), разработанную в ЦКБМ для исследовательского реактора МБИР, строящегося в Димитровграде.

Для наглядного понимания работы машины и ее составных частей сотрудники ЦКБМ загрузили 3D-модель РЗМ-С на специальную VR-платформу для проектирования (TechViz VR для САПР). Комплекс виртуальной реальности позволил заказчику и специалистам эксплуатирующей организации ощутить эффект присутствия внутри машины, оценить ее габариты и технические решения, рассмотреть каждый узел. Технология VR помогла получению согласований от заказчика по конструкторской документации.

Использование иммерсивных технологий в ЦКБМ стало возможным благодаря комплексу оборудования дополненной реальности, который установлен в инженерном информационно-выставочном центре (ИИВЦ). Новые технологии позволяют демонстрировать составные узлы любого изделия в масштабе 1:1, проверять эргономику и проводить сборку-разборку узлов, организовывать совещания с наглядной демонстрацией оборудования.

VR-обучение помогает получить больше практики при работе с тяжелой деталью, выполняя сложную схему строповки. Сотрудник может понять, какие риски возникают в ходе работы с деталью, как ее правильно кантовать. Учиться на VR-тренажере стропальщикам очень интересно, по окончании обучения все в восторге.

Виртуальная стропа

Другой позитивный опыт ЦКБМ по использованию виртуальной реальности — обучение стропальщиков на VR-тренажере ИИВЦ. Обучающая программа, разработанная силами ЦКБМ и ИТ-интегратором «Ирисофт», позволяет стропальщику адаптироваться к максимально сложным условиям и отточить навыки безопасных приемов выполнения работ.

Инициатива создания программы принадлежит первому заместителю руководителя ЦКБМ Алексею Кузьмину. «Работа стропальщика является одной из самых сложных на любом предприятии. Работникам необходимо соблюдать требования по охране труда и промышленной безопасности, помнить технологическую инструкцию, выдерживать темп работы, уметь трудиться в стесненных условиях», — рассказывает он. В данный момент на VR-тренажере обучены 37 стропальщиков. В общей сложности предполагается обучить 60–70 сотрудников. В ближайшее время планируется разработать тренировочные VR-программы по сборке сложных изделий, что повысит скорость, качество и безопасность сборочных операций.

VR-обучение помогает снизить риск ошибочных действий, что благоприятно влияет на уровень безопасности в организации и ведет к нулевому уровню аварийности и травматизма. Необходимо развивать это направление, особенно для работ повышенной опасности — например, работы на высоте и в электроустановках.