Terugblik: onderzoek virtuele training

Februari 2023 – Snel, veilig en efficiënt iets nieuws leren: dat is het doel van het ontwikkelen van een virtuele training voor de maakindustrie. Do IoT Fieldlab faciliteerde een samenwerkingsverband om dit tot stand te brengen. De resultaten zijn veelbelovend en vervolgonderzoek is in voorbereiding.

Opzet onderzoek

Verschillende partijen werkte samen om een nieuw trainingsprogramma te ontwikkelen en testen met behulp van Do IoT Fieldlab’s 5G-faciliteiten. Het einddoel is om cursisten technische vaardigheden te laten oefenen, in een virtuele omgeving met behulp van een hightech handschoen.

Senseglove kon haar nieuwste VR-handschoen testen, die heel realistisch aanvoelt als je iets aanraakt, oppakt of weglegt. The Barn is ontwikkelaar van serious games en wilde een nieuwe VR training voor cursisten in de maakindustrie testen. En Craft Education bracht als vakopleider praktijkervaring in voor de directe toepassing hiervan in opleidingen. TNO richtte zich enerzijds op de technische aspecten van 5G, om dit te laten matchen met de verschillende hardware en software componenten van de trainingstool. Daarnaast adviseerde een ergonoom over de juiste lichaamshouding.

Puzzel

“Het was een hele uitdaging om de verschillende puzzelstukjes vanuit verschillende modules samen te brengen”, aldus Sylvie Dijkstra-Soudarissanane, projectmanager van TNO. “Er is veel nog niet ‘5G-ready’. Het 3D-aspect en de XR-interactie (Extended Reality) waren heel complex. We moesten zo pionieren op verschillende vlakken, simpelweg omdat de 5G-technologie nog zo nieuw is, dat we moesten kiezen wat we wel konden onderzoeken en wat nog niet.”

De training zelf is heel realistisch, zoals het er in een fabriek of werkplaats ook echt aan toegaat. Sylvie: “Een cursist krijgt instructies om bijvoorbeeld gereedschap op te pakken en dit te gebruiken. De trainer kijkt mee en geeft aanwijzingen. De cursist ziet een 3D beeld van de trainer in de virtuele omgeving en ervaart dit als heel realistisch. We zien dat deze manier van leren goed werkt om alle stappen in de training te onthouden. Het voelt of je daadwerkelijk samen in een ruimte bent, terwijl je in feite op verschillende locaties staat. Dit biedt enorme mogelijkheden: je kunt letterlijk wereldwijd kennis uitwisselen en van elkaar leren. Stel je voor hoeveel reizen dit scheelt!”

Frank Krause, ook van TNO, was vanuit het human factors aspect betrokken bij de voorbereidingen. “We moesten de training compact houden zodat het voor alle betrokken partijen realiseerbaar bleef. Samen kozen we voor het trainen met voorbereidingen, voordat je met een freesmachine gaat werken. In de virtuele omgeving krijg je stapsgewijs een instructie, bijvoorbeeld dat je slijpsel weg moet blazen. Met behulp van de handschoen pak je virtueel het gereedschap van tafel. Je loopt naar een machine en begint daar schoon te blazen. Dan zie je dat slijpsel ook echt wegvliegen. Prachtig! Als je een taak hebt afgerond, wordt dit duidelijk aangegeven en ga je naar de volgende taak. Virtueel trainen biedt de mogelijkheid om op een veilige manier de bediening van een machine te leren kennen. Verder kan een virtuele trainer meerdere cursisten tegelijk begeleiden en wordt kostbare materiaalverspilling voorkomen. The Barn, die de virtuele omgeving heeft ontwikkeld, heeft echt keihard gewerkt om tot in detail het beeld goed krijgen. Het is enorm veel werk om ervoor te zorgen dat de 3D-omgeving continu klopt.”

Hoge kwaliteit

Bas van Nuland van gameontwikkelaar The Barn neemt het compliment met een glimlach aan. “Wij maken verschillende games en zien veel potentie in de toepassing van VR in de maakindustrie. We hadden al eerder met Craft Education samengewerkt, maar dat was voor een online omgeving, in een browser. Wij zagen wel kansen om dingen nu te koppelen. De VR-bril bestaat al, de handschoen bestaat al en de trainingen voor de maakindustrie zijn er ook. Nu brengen we het samen. Dat maakte het tegelijk ingewikkeld, want hoe krijg je dit goed werkend? Als de technologie in de toekomst eenmaal zo ver is dat je het kunt streamen vanaf een server, dan wordt het voor ons mogelijk om dit op hoge kwaliteit online aan te bieden. Op een school, bij mensen thuis, bij een bedrijf… De mogelijkheden die 5G biedt zijn enorm. Maar zo ver zijn we nog niet. We hebben nu een basis gelegd, namelijk een aantal eenvoudige handelingen om virtueel te oefenen. Een volgende stap is om het volle potentieel van 5G te benutten. Daar zijn we niet aan toegekomen. We hadden soms ook pech, als er bijvoorbeeld iemand ziek was of een technisch knelpunt. Dan werkt iedereen een beetje versnipperd aan zijn eigen deel. Goede projectleiding is essentieel in zo’n traject. Je kunt niet alles overzien. We hebben met alle partijen hard ons best gedaan om het onderzoek op hoog niveau en binnen de deadline af te ronden.”

Waardevol

Opleider Roy van Bussel van Craft Education stapte in dit experiment omdat hij de meerwaarde ziet van virtueel oefenen. “Wij doen veel machinetrainingen en hebben al ervaring met e-learning. Het oefenen met een handschoen en 5G voegt hier een nieuwe dimensie aan toe. Als een bedrijf een freesmachine bestelt, kan het personeel alvast virtueel oefenen met alle handelingen. Dan zijn de medewerkers al voorbereid. Zodra de machine er is, kan er productie gedraaid worden. Wij leren iemand denken volgens een bepaalde structuur. Dus: welke stappen moet je zetten om de machine op de juiste manier te gebruiken. Ik verwacht niet dat de VR-training in de toekomst het trainen op de werkvloer volledig zal vervangen, maar de opleidingstijd wordt aanzienlijk verkort. We zien dat de VR-technologie steeds goedkoper wordt. Kostte een VR-bril een paar jaar terug nog 10.000 euro, nu kun je een goeie bril voor 300 euro aanschaffen. Het ontwikkelen van software om mooie beelden te maken wordt ook toegankelijker. Op dit moment is de technologie nog niet zo ver dat een complete opstelling met 5G werkt, maar ik geloof absoluut in de toekomstige toepasbaarheid. Voor ons is het vroegtijdig instappen in deze ontwikkelen erg waardevol.”

Evaluatie

Het testen van de virtuele training met proefpersonen is volgens een wetenschappelijke methode opgezet en geëvalueerd. Veertien van de zestien studenten die bij de test betrokken waren vindt de VR-training een prettige manier van leren, ter voorbereiding op het echte werk in de fabriek. Nu het onderzoek is afgerond, is een VR demo-opstelling toegevoegd aan het TNO guided manufacturing lab in RoboHouse, zodat bedrijven en overheden kunnen zien – en beter nog: zelf ervaren – dat dit goed werkt.

Wat de volgende stap wordt? Iedereen is het erover eens: dit smaakt naar meer. Een nieuwe subsidieaanvraag is in de maak: de partijen kunnen zo’n intensieve, innovatieve ontwikkeling er niet ‘even bij’ doen. De contacten zijn goed en het doel is helder: over een paar jaar trainen medewerkers in de maakindustrie online, vanuit verschillende locaties, onder professionele begeleiding van een virtuele trainer. Dan is het praatje bij de koffieautomaat waarschijnlijk niet meer “Ik moet weer een training volgen”, maar: “Yes, ik mag weer online trainen! En jij?”.

Meer informatie

Meer weten?

Lees onze projectpagina.
De betrokken onderzoekspartners waren: TU Delft, RoboHouse, TNO, SenseGlove, The Barn, Craft Education, MCS
Dit onderzoek is medegefinacierd door o.a. Provincie Zuid-Holland en SMITZH en ondersteund door InnovationQuarter.