Realidade Virtual & Treino de Voo

Com o advento do hardware de Realidade Virtual (VR) a preço de consumidor, como o Oculus Rift, HTC Vive e outros, os benefícios desta tecnologia encontraram o seu caminho para muitas aplicações. O principal benefício da realidade virtual para o treino de voo é a representação imersiva da experiência de voo, proporcionando algumas importantes vantagens de aprendizagem em relação aos simuladores de voo tradicionais. Os principais benefícios para as escolas de voo incluem a redução dos custos de treino, a poupança de custos no treino de familiarização com aeronaves e o treino mais rápido dos estudantes.

Realidade virtual básica

Realidade virtual (VR) é o conceito de estar imerso num ambiente gerado por computador com uma representação visual, audível e opcionalmente táctil do ambiente. Este ambiente, por exemplo, uma sala, paisagem ou um cockpit, pode ser apresentado ao utilizador através de um ecrã ou de um visor montado na cabeça (auricular). O utilizador pode ser capaz de interagir com o ambiente, por exemplo através de gestos ou botões físicos ou alavancas.

VR é utilizado em muitos campos, incluindo entretenimento (videojogos), controlo robótico (controlo de ROVs, cirurgia robótica), terapia (tratamento de distúrbios de ansiedade e PTSD (Transtorno de Stress Pós-Traumático), meditação e fins educacionais. A vantagem geral da utilização de RV é a sensação de “estar lá” ou de imersão. O nível de imersão é determinado pelo nível de sofisticação da configuração do VR. Uma experiência de VR imersiva requer uma alta taxa de quadros de ecrã, ecrãs de alta resolução, uma baixa latência do sistema e gráficos sofisticados. O nível de imersão pode ser aumentado pela adição de áudio 3D (áudio binaural), controladores para interacção e feedback (táctil) táctil. Se a experiência VR for suficientemente realista, a mente do utilizador pode ser levada a acreditar que o mundo virtual é real.

O Processo de Aprendizagem

VR oferece novas oportunidades para melhorar muito o ensino e a aprendizagem, uma vez que as disciplinas podem ser ensinadas de uma forma muito diferente da leitura de um livro de texto ou da audição de um professor.

Retenção do conhecimento

Um dos aspectos mais importantes da aprendizagem é a retenção do conhecimento – a capacidade de recordar o que se aprende. Isto é especialmente verdade para a tripulação de voo, que deve memorizar dezenas de listas de verificação, regras e procedimentos. Estudos demonstraram que a aprendizagem assistida por VR tem o potencial de melhorar a retenção de conhecimentos em até 400 %, acrescentando valor ao tempo passado a estudar. Uma melhor retenção de conhecimentos significa menos reciclagem e, no final, melhores pilotos que se lembram melhor da lista de verificação de emergência graças à aprendizagem assistida por VR.

Referring to Edgar Dale’s Cone of Experience (ver figura 1), os estudantes só se lembram de 10% do que lêem, mas 90% do que fazem. Isto apoia o velho ditado sobre a aprendizagem através do fazer.

Estudos mostraram que a VR envolve muito mais o estudante no processo de aprendizagem, fazendo assim com que o estudante se lembre mais do que aprende. Esta é uma vantagem óbvia quando se realizam tarefas como tripulação de voo onde procedimentos complexos devem ser memorizados.

Aprendizagem mais rápida

Muitos estudos (1, 2, 3, 4) mostraram uma redução dramática no tempo de treino quando se utilizam simulações VR – para aplicações de treino de voo até um ano para quatro meses.

Benefícios para treino de voo

Percepção da profundidade

A capacidade de julgar correctamente as distâncias é um objectivo de aprendizagem importante no treino de voo. Um piloto experiente pode julgar melhor as distâncias devido à sua vasta experiência de julgamento de distâncias. A um novo aluno piloto falta esta experiência e precisa de a construir a partir da experiência de voo. Este aspecto do treino de voo é difícil de treinar em simuladores tradicionais, onde não há percepção de profundidade. Isto porque o ecrã, em que o mundo exterior é projectado, é colocado a uma distância fixa dos olhos do aluno piloto, e cada objecto projectado nos ecrãs pareceria estar à mesma distância do piloto – quer seja a pista a 5 metros do piloto ou uma torre a 5 quilómetros do piloto.

Óculos de realidade virtual oferecem ecrãs estereoscópicos que apresentam duas imagens ligeiramente diferentes da mesma cena. Isto dá a sensação de profundidade e distância da mesma forma que somos capazes de julgar a distância com a nossa visão estereoscópica natural – ou seja, os nossos dois olhos. Assim, VR é capaz de representar com precisão e intuitivamente as distâncias numa simulação de voo em que este aspecto é crucial, por exemplo, quando praticamos aterragens em que a altitude acima da pista no flare é importante para julgar correctamente, ou quando pairamos um helicóptero meio metro acima da pista.

Figure 2a e 2b mostram a diferença na percepção da distância entre um ecrã curvo tipicamente utilizado em simuladores de voo tradicionais, e óculos VR. Três alvos marcados por X vermelho, verde e azul são representados à mesma distância num ecrã curvo, enquanto em VR parecem estar à distância correcta do observador. Alvos mais afastados do observador do que o ecrã aparecem mais próximos (o X azul), enquanto alvos mais próximos do observador do que o ecrã aparecem mais afastados (o X verde). Só quando o alvo está à mesma distância do observador que o ecrã é que a percepção da distância estará correcta (o X vermelho).

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3>360 graus de visão

Outra lição importante que todo o piloto tem de aprender é a de executar uma vigilância adequada. A vigia deve ser executada para vigiar o tráfego e ao efectuar um circuito de aterragem. Os simuladores de voo tradicionais raramente têm um campo de visão superior a 180 graus (ver figura 3a), o que limita severamente a possibilidade de executar uma vigia adequada. Nestes simuladores, os pilotos que treinam devem muitas vezes recorrer a métodos alternativos de referência, tais como a cronometragem das suas rotações, porque não podem utilizar os procedimentos de vigia que utilizariam a aeronave real. Os óculos de observação de realidade virtual permitem ao piloto estudante olhar em qualquer direcção utilizando acelerómetros e giroscópios (ver figura 3b). Isto significa que o estudante pode olhar para além do campo de visão de 180 graus fornecido pelos simuladores de voo tradicionais, e é capaz de praticar os miradouros da mesma forma que o faria na aeronave real.

Scalabilidade e modularidade

Um dos principais custos dos simuladores de voo é o próprio cockpit físico. Os componentes utilizados para construir o cockpit são muitas vezes os mesmos, peças de avião qualificadas utilizadas no avião real, tornando estes simuladores bastante caros. Dependendo da fidelidade da simulação VR, apenas os controlos de voo básicos estão fisicamente disponíveis, enquanto o resto do cockpit é representado puramente com computação gráfica nos óculos VR. Isto não só é muito mais barato de fazer, como também permite que o mesmo simulador tenha a aparência de uma aeronave completamente diferente numa questão de segundos. Para as escolas de pilotagem que operam mais de um tipo, isto tem o benefício de a escola de pilotagem só ter de investir num único simulador para todos os tipos de aeronaves que operam.

Conclusion

Na busca de reduzir os custos de treino de voo, a utilização da realidade virtual como parte fundamental do processo de treino de voo tem um grande potencial de poupança de custos devido à necessidade reduzida de grandes componentes de hardware e possibilidades de modularidade. Não só o treino de VR pode reduzir os custos das escolas de voo, como os alunos têm maior probabilidade de aprender mais depressa e mais eficientemente, bem como de recordar melhor as lições ensinadas.