피복아크 용접을 위한 몰입형 가상훈련 시스템
Immersive Virtual Training System for Shielded Metal Arc Weld
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초록
본 논문에서는 사용자가 가상환경에서 피복아크 용접을 학습할 수 있는 몰입형 훈련시스템을 제안한다. 몰입형 훈련시스템은 head-mounted display (HMD), 아크용접 홀더, 가상현실베이스 스테이션, 그리고 가상현실 콘텐츠로 구성된다. 개발된 가상현실기반 훈련시스템은 사용자가 더욱 안전한 학습 환경에서 선명하게 대상물체들을 확인하며 용접을 할 수 있어 사용자가 몰입하여 작업에 집중할 수 있도록 해준다. 또한, 가상훈련 시스템의 시각 피드백 및 상호작용성은 사용자의 몰입감을 증가시켜 자기주도학습환경 및 학습경험을 제공한다. 본 연구의 가상훈련 시스템에 대한 사용자 만족도와 사용성 조사 결과, 전반적인 만족도는 4.22로 비교적 높은 수준으로 보였으며, 사용성 또한 약 74% 이상이 긍정적인 의견을 제시하였다. 이에 따라 본 연구에서 제안하는 피복아크 용접을 위한 몰입형 가상시스템은 학습몰입과 주의집중을 유발하는 효과적인 교육 미디어로서 유의미한 가능성을 보여주었다.
Abstract
This paper presents an immersive training system which helps users to learn shielded metal arc weld in virtual environment. This proposed shielded metal arc welding (SMAW) equipment training system simulates ‘arc’ between base metal and a target object using virtual reality technology and guides users to weld. It can be a self-directed and immersive virtual training or learning which can solve the problems and drawbacks during real welding. The proposed system consists of a head mounted display (HMD), an arc welding electrode holder, a VR base station, and a VR content. The developed training system allows users to weld target plates together in safe learning environment. Immersive visual feedback and interactivity in the proposed system enhances the self-directed learning experience of users. Evaluation tests were conducted to investigate not only the degree of users’ satisfaction of the proposed system but also its usability. As a result, the ‘satisfaction' of the proposed system was relatively high at 4.22 (likert scale 5), and the 'usability' survey also received a high score. In addition, users also presented various opinions, such as an educational environment similar to the actual practice environment, a point that is useful for beginners because it is safe and has no risk factors, and that it is easy to analyze the result data so that it can be used as evaluation data when teaching students. The result shows the possibility of VR training system as an immersive educational media.
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