Virtuaalitodellisuus avaimena kustannustehokkaaseen kouluttamiseen teollisuudessa?
Virtuaalitodellisuutta hyödynnetään enenevissä määrin perinteisen kouluttamisen rinnalla eri teollisuuden aloilla. Tämän kehityksen myötä on aiheellista tutkia ja kehittää keinoja ja työkaluja virtuaalitodellisuutta hyödyntävien sovellutusten toteuttamista varten. Tämä artikkeli pohjautuu opinnäytetyöhön, jossa esiteltiin yksi tapa toteuttaa virtuaalitodellisuuspohjainen koulutus teollisuuden tarpeisiin.
Virtuaaliset ympäristöt ja virtuaalitodellisuus
Todelliset virtuaaliset ympäristöt ovat keinotekoisesti luotuja vailla mitään todellisesta maailmasta tuotua sisältöä. Virtuaalisten ympäristöjen tavoite on käyttäjän mielenkiinnon kokonaisvaltainen vieminen virtuaaliseen kokemukseen niin, että käyttäjä kokee olevansa läsnä toisessa maailmassa unohtaen kokonaan todellisen maailman ja minimoiden samalla mahdolliset haittavaikutukset (Jerald 2016, 30). Virtuaalinen ympäristö koetaan aistiärsykkeiden kautta, joka välittyy keinotekoisen ympäristön toimintaa osittain määrittävän tietokoneen avulla (Marriam-Webster 2015). Virtuaalitodellisuutta on kahdenlaista: Three Degrees of Freedom, jossa käyttäjän sijainti on kiinteä suhteessa virtuaaliseen ympäristöön ja hän voi vuorovaikuttaa ympäristöön katseen suunnalla tai laser-osoittimina toimivilla ohjaimilla, sekä Six Degrees of Freedom, jossa käyttäjä voi tutkia ja liikkua vapaasti virtuaaliseen ympäristöön asetettujen esineiden ympärillä. (Roundtable Learning 2020).
Virtuaalitodellisuuden käyttö teollisuudessa
Virtuaalitodellisuus mahdollistaa kouluttamisen sijainnista riippumatta ja ilman pääsyä koulutuksen päämääränä olevaan asiaan tai laitteistoon. Riippumatta teollisuuden alasta, virtuaalitodellisuudessa on kyse ymmärryksen välittämisestä: viihdyttävän tarinan ymmärtämisessä, abstraktin konseptin oppimisessa tai oikean taidon harjoittelemisessa. (Jerald 2016, 12). Sitä myöten virtuaalitodellisuutta on hyödynnetty jo vuosien ajan mitä erilaisimmissa tarkoitusperissä, muun muassa lentosimulaattoreissa, suunnittelun havainnollistamisessa, sotilaskoulutuksessa ja terapiassa. Virtuaalitodellisuuden mahdollistama koulutus ennen pääsyä kohdelaitteiston tai -ympäristön pariin on todellinen kustannuskysymys sekä rahallisesti että ajallisesti. Tätä havainnollistamaan voi ottaa esimerkiksi paperikoneen, tai ääripään esimerkin ydinvoimalasta.
Tekemällä oppiminen immersiivisessä virtuaalitodellisuudessa
Tekemällä oppiminen tarkoittaa oppimista, joka on suoraa seurausta toimijan teoista sen sijaan, että oppiminen tapahtuisi toisten toiminnan katsomisesta, ohjeiden tai kuvailujen lukemisesta tai oppituntien kuuntelemisesta. (Hayne 2011, 1). Tekemällä oppimiseen liittyy vahvasti myös käsite syväoppiminen, jonka kautta tapahtuu pitkäkestoista tiedon omaksumista. (Stan ym. 2021, 1). Yhdistämällä tekemällä oppimisen periaatteet uskottavaan immersiiviseen, eli mukaansatempaavaan ja uskottavaan virtuaaliympäristöön, oppija voi saada todellisen itsetekemisen kokemuksen ja mahdollisuuden tehdä turvallisesti oppimiskokemuksen kannalta tärkeitä virheitä. Simulaatiopohjainen kouluttaminen on tehokas tapa siirtää kriittisiä taitoja harjoittelijoille (Kuva 1.)
Virtuaalisen koulutuksen kehitystyö
Osana tämän artikkelin pohjana olevaa opinnäytetyötä kehitettiin virtuaalitodellisuuspohjainen koulutuspelin prototyyppi teollisessa kontekstissa. Kehitystyö tehtiin Unity-pelimoottorissa, johon löytyy valmiita liitännäisiä VR-kehitystyötä varten. Opinnäytetyössä käytettiin Unityn omaa XR Interaction Toolkit -liitännäistä, joka sisältää toiminnot Six Degrees of Freedom –tyylisen virtuaalitodellisuussovelluksen tekemiseen liikkumisineen ja tartuttavine esineineen. Projektiin luotiin teollisuushalli käyttäen ilmaista Blender 3D-mallinnusohjelmaa, sekä tuotiin sinne CAD-mallinnettu laitteisto muuntaen se PiXYZ-ohjelmassa Unityyn sopivaan .FBX-formaattiin. Teollisuushalliin toteutettiin koulutus, jossa koulutettavan täytyy vaihtaa teollisuusrobottiin laakeri käyttäen tiettyjä käsikäyttöisiä työkaluja (Kuva 2.) Projektissa XR Interaction Toolkitin lisänä käytetty OpenXR-liitännäinen mahdollistaa pelin pelaamisen useammilla erilaisilla VR-laitteilla, mutta peli kehitettiin ennen kaikkea pelattavaksi Metan Oculuksella.
Päätelmiä
Vuonna 2018 toteutetussa tutkimuksessa noin 45 prosenttia tutkimukseen osallistuneista suuren tuloksen teollisuuden yrityksistä koki virtuaalitodellisuussimulaatioiden olevan joko tärkeitä tai kriittisiä omien liiketoiminnan tavoitteidensa saavuttamiseen seuraavan 18–24 kuukauden aikana (Wentworth 2018). Virtuaalitodellisuus on siis ottanut jo tutkitustikin tärkeää roolia teollisuudessa, ja VR-laitteiden hinnan laskeminen yhdessä runsastuvien kehitystyökalujen kanssa tuskin tulee kääntämään kehityskulkua huonompaan suuntaan. Tarjolla olevien pelimoottoreiden, VR-kehitykseen tarkoitettujen suhteellisen helppokäyttöisten liitännäisten ja 3D-mallinnusohjelmien avulla virtuaalitodellisuuspohjaisten ratkaisujen kehittäminen ja hyödyntäminen on mahdollista myös pienempien ja keskisuurten yritysten parissa. Nykyaikana hyvälaatuisia VR-laitteita saa jo hyvin kohtuulliseen hintaan. Esimerkiksi Oculuksen Rift ja Quest 2 VR-lasit, joilla molemmilla pystyy toistamaan sisältöä suoraan tietokoneelta ja Quest 2:lla myös itsenäisesti, pyörivät hinnoiltaan 500 euron molemmin puolin. Virtuaalitodellisuudessa on paljon potentiaalia erityisesti koulutuksen saralla, ja tietoisuuden lisääntymisen sekä teknologian kehittymisen ja halpenemisen myötä eri tahojen kynnys sen hyödyntämisen suhteen tullee madaltumaan.
Lähteet:
Kekäläinen, J. 2022. VR-koulutuksen toteuttaminen teollisuudelle – Theseus. Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.
Altamira. 2021. Benefits of Using Simulation Training in Corporate Learning. Viitattu 29.4.2022. https://gbksoft.com/blog/simulation-based-learning/
Jerald, J. 2016. The VR Book. Human-Centered Design for Virtual Reality. ACM Books.
Marriam-Webster. 2015. Lähde: https://www.merriam-webster.com
Roundtable Learning. 2020. Cost of Virtual Reality Training. Viitattu 16.4.2022 https://roundtablelearning.com/cost-of-virtual-reality-training-full-vr-2020/
Wentworth, David. 2018. Viitattu 11.4.2022 https://trainingmag.com/the-impact-and-potential-of-virtual-reality-training-in-high-consequence-industries/