Uma arquitetura para ambientes virtuais colaborativos com dispositivos de force feedback

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: Chaves, Ricardo Régis Cavalcante
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Informática
• Link de acesso: https://biblioteca.sophia.com.br/terminalri/9575/acervo/detalhe/72309

Um ambiente virtual colaborativo pode ser definido como um espaço único de realidade virtual compartilhado por múltiplos participantes conectados de diferentes máquinas. Contudo, a maioria dos sistemas existentes restringe a comunicação entre os participantes a mensagens textuais ou a comunicações via áudio. Os meios de comunicação humana são certamente mais ricos que estes. Outros efeitos sincronizados, tais como, o visual e o tátil, são fundamentais para interação dos usuários com a aplicação, aumentando o sentimento de colaboração entre os participantes. Motivados pela possibilidade de navegar e interagir remotamente em um ambiente virtual colaborativo, bem como de simular e compartilhar a percepção de forças de contato em diferentes cenários, uma arquitetura para ambientes virtuais colaborativos com foco em treinamento, utilizando dispositivos de force feedback foi projetada, implementada e testada. A arquitetura é composta por 4 componentes: o Gerenciador de Dispositivo, que possibilita o mapeamento dos dispositivos de force feedback; o Ambiente de Realidade Virtual, onde reside a aplicação 3D; o Gerenciador de Colaboração, que consiste no protocolo de colaboração para compartilhamento de dados e controle durante as sessões de treinamento; e o Controlador de Dispositivo, responsável pelas rotinas de baixo nível de interação com o dispositivo háptico. Os componentes do tipo "gerenciador", particularmente oferecem certa flexibilidade à arquitetura e foram implementados visando a possibilidade de extensões. Para analisar o desempenho do sistema, um número significativo de avaliações experimentais foi conduzido. Os testes de desempenho não se restringiram às condições ideais oferecidas por uma rede local, mas a diversas outras configurações de rede, onde diferentes valores de largura de banda, latência e perda de pacotes foram simulados. Com base nos dados experimentais, foi definida uma métrica de similaridade para relacionar os tempos de processamento gastos pelas máquinas participantes (a do mestre, que conduz o treinamento, e a do aprendiz, que acompanha os procedimentos que o mestre executa) durante o exercício de treinamento. Os valores de similaridade, obtidos experimentalmente, foram então comparados aos obtidos por uma análise subjetiva realizada pelos usuários. Os resultados validaram a arquitetura e mostraram que a metodologia proposta foi útil para elaborar uma análise detalhada do desempenho do sistema. Mesmo em face de uma grande variação nos tempos de processamento, obtidos em nanosegundos, e conseqüente dificuldade na análise do impacto dos resultados referentes à perda de pacotes, foi possível avaliar com sucesso a influência da largura de banda e latência no desempenho da aplicação, por intermédio do estabelecimento de métricas de similaridade que variaram de acordo com diferentes valores percentuais de tolerância. A definição de uma métrica rígida para a análise subjetiva dos usuários também foi apropriada, principalmente para comparar os resultados obtidos nos experimentos às percepções dos usuários, como forma de encontrar um possível intervalo de confiança para os parâmetros de tolerância.