Virtual Ergonomics and Time optimization of a Railway Coach Assembly Line

The recent drive towards timely multiple product realizations has caused most Manufacturing Enterprises (MEs) to develop more flexible assembly lines supported by better manufacturing design and planning. The aim of this work is to develop a methodology which will support feasibility analyses of assembly tasks, in order to simulate either a manufacturing process or a single work-cell in which digital human models act. The methodology has been applied in a case study relating to a railway industry. Simulations were applied to help standardize the methodology and suggest new solutions for realizing ergonomic and efficient assembly processes in the railway industry.

Development of a novel immersive interactive virtual reality cricket simulator for cricket batting

Research in the field of sports performance is constantly developing new technology to help extract meaningful data to aid in understanding in a multitude of areas such as improving technical or motor performance. Video playback has previously been extensively used for exploring anticipatory behaviour. However, when using such systems, perception is not active. This loses key information that only emerges from the dynamics of the action unfolding over time and the active perception of the observer. Virtual reality (VR) may be used to overcome such issues. This paper presents the architecture and initial implementation of a novel VR cricket simulator, utilising state of the art motion capture technology (21 Vicon cameras capturing kinematic profile of elite bowlers) and emerging VR technology (Intersense IS-900 tracking combined with Qualisys Motion capture cameras with visual display via Sony Head Mounted Display HMZ-T1), applied in a cricket scenario to examine varying components of decision and action for cricket batters. This provided an experience with a high level of presence allowing for a real-time egocentric view-point to be presented to participants. Cyclical user-testing was carried out, utilisng both qualitative and quantitative approaches, with users reporting a positive experience in use of the system.

O uso das comunidades virtuais no ensino secundário: o caso do "Palco Virtual" ESEN-Net

A evolução do fluxo de informação e os potenciais da comunicação entre pessoas têm-se revelado deveras importante para o sucesso de diferentes organizações. A escola, enquanto organização social, apresenta uma complexidade natural própria a que se juntam todas as valências de ordem educativa, curricular e pedagógica. Tanto no âmbito educativo como organizacional, as Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) têm vindo a assumir um papel cada vez mais influente e imprescindível. Baseado numa metodologia de trabalho participativo e colaborativo, a construção de “palcos virtuais” resulta de uma análise de requisitos funcionais. Deste modo elabora-se um diagnóstico das necessidades de informação pela replicação das práticas diárias que podem ser quer suportadas, quer melhoradas por esta nova solução, fazendo-se um aproveitamento dos recursos físicos e humanos existentes nas escolas. A partir da iniciativa individual de um professor do grupo de informática da ESEN (Escola Secundária de Emídio Navarro – Viseu), teve início em 1999 o projecto ESEN-Net, como uma proposta de metodologia genérica para a construção de soluções baseadas em intranets para a gestão pedagógica de escolas do ensino secundário. O objectivo central deste trabalho é estudar uma comunidade que desenvolve um projecto de integração das TIC numa escola secundária, no sentido de proporcionar elementos que possam servir como contributos para melhorar a sua organização e, eventualmente, como referência para o desenvolvimento de projectos idênticos noutras escolas. A recolha de dados demonstra que a integração da TIC e o palco virtual ESEN-net veio transformar as práticas diárias na comunidade educativa através da utilização das redes telemáticas como instrumentos de ensino-aprendizagem. As TIC e o palco virtual ESEN-net vieram trazer benefícios à comunidade escolar, facilitando assim a criação e partilha de informação e contribuindo para a criação e desenvolvimento de uma comunidade virtual, onde a construção do saber pode ser feita de uma forma activa e partilhada.

Consciência cultural crítica numa comunidade virtual educativa de línguas

A difusão das tecnologias da informação e comunicação fomenta mudanças qualitativas nas práticas pedagógicas, proporcionando a criação de comunidades de aprendizagem entre aprendentes de diferentes pontos do mundo. Tendo como referência a pedagogia crítica para a emancipação (Freire, 1997; Giroux, 1997), este estudo analisou de que forma aprendentes de diferentes proveniências linguístico-culturais desenvolvem a sua consciência cultural crítica (Byram, 1997), quando colocados em situação de trabalho colaborativo on-line, formando uma comunidade de aprendizagem, através do recurso a uma plataforma especialmente concebida para o efeito, a 2ndschool.eu, na qual foram levados a desenvolver um trabalho de natureza interdisciplinar. Pretendíamos que esta plataforma fomentasse questionamentos por parte dos seus membros. Como tal, integrámos diferentes instrumentos de comunicação eletrónica (chat, fóruns e e-mail), através dos quais se promoveu a interação entre os participantes no projeto, alunos e professores (de diversas áreas disciplinares) do Ensino Secundário belga, búlgaro, grego, polaco, português e sueco, com vista à realização de uma tarefa comum: a edição de um trabalho de projeto de análise crítica de reportagens, artigos de opinião e fotos de jornais acerca de tópicos da atualidade nacional e/ou internacional. Tivemos em conta uma metodologia de investigação mais orientada para o estudo de caso e análise do discurso. Para tal, recorremos a dois tipos de instrumentos de recolha de dados: as impressões das discussões estabelecidas através de chat, fóruns, blogs e wikis e os resultados de três questionários sobre o perfil sociolinguístico e cultural dos participantes, a avaliação da plataforma virtual e o inventário de estratégias mais eficazes na negociação de saberes estabelecida. Concluímos que os alunos (re)constroem saberes, pois revelam representações que têm acerca de situações-problema, refletem acerca das mesmas e, posteriormente, disseminam ativamente pontos de vista críticos através de ferramentas Web 2.0, como forma de as resolver. Enquanto verdadeiros pronetários, foram capazes de recorrer a estratégias de comunicação que fomentam a busca de entendimento com o Outro, num caminho oscilante entre o concordar e o discordar, entre o ajudar e o solicitar ajuda, entre o opinar e o escutar, entre o avaliar e o ser avaliado e entre o corrigir e o ser corrigido. Identificámos como principais limitações do nosso estudo a dificuldade de análise das práticas interdisciplinares dos interlocutores internacionais, a desmotivação de alguns aprendentes nas tarefas e ainda o reduzido recurso ao videochat, pelo desconforto no seu uso. Por isso, consideramos que futuras investigações deverão debruçar-se nestas questões.

Can virtual environments enhance the learning of historical chronology?

Historical time and chronological sequence are usually conveyed to pupils via the presentation of semantic information on printed worksheets, events being rote-memorised according to date. We explored the use of virtual environments in which successive historical events were depicted as “places” in time–space, encountered sequentially in a fly-through. Testing was via “Which came first, X or Y?” questions and picture-ordering. University undergraduates experiencing the history of an imaginary planet performed better after a VE than after viewing a “washing line” of sequential images, or captions alone, especially for items in intermediate list positions. However, secondary children 11–14 years remembered no more about successive events in feudal England when they were presented virtually compared with either paper picture or 2-D computer graphic conditions. Primary children 7–9 years learned more about historical sequence after studying a series of paper images, compared with either VE or computer graphic conditions, remembering more in early/intermediate list positions. Reasons for the discrepant results are discussed and future possible uses of VEs in the teaching of chronology assessed. Keywords: timeline, chronographics

Do challenge, task experience or computer familiarity influence the learning of historical chronology from virtual environments in 8–9 year old children?

Studies examined the potential use of Virtual Environments (VEs) in teaching historical chronology to 127 children of primary school age (8–9 years). The use of passive fly-through VEs had been found, in an earlier study, to be disadvantageous with this age group when tested for their subsequent ability to place displayed sequential events in correct chronological order. All VEs in the present studies included active challenge, previously shown to enhance learning in older participants. Primary school children in the UK (all frequent computer users) were tested using UK historical materials, but no significant effect was found between three conditions (Paper, PowerPoint and VE) with minimal pre-training. However, excellent (error free) learning occurred when children were allowed greater exploration prior to training in the VE. In Ukraine, with children having much less computer familiarity, training in a VE (depicting Ukrainian history) produced better learning compared to PowerPoint, but no better than in a Paper condition. The results confirmed the benefit of using challenge in a VE with primary age children, but only with adequate prior familiarisation with the medium. Familiarity may reduce working memory load and increase children’s spatial memory capacity for acquiring sequential temporal-spatial information from virtual displays. Keywords: timeline, chronographics

A Framework for Human-like Behavior in an Immersive Virtual World

Just as readers feel immersed when the story line adheres to their experiences, users will more easily feel immersed in a virtual environment if the behavior of the characters in that environment adheres to their expectations, based on their lifelong observations in the real world. This paper introduces a framework that allows authors to establish natural, human-like behavior, physical interaction and emotional engagement of characters living in a virtual environment. Represented by realistic virtual characters, this framework allows people to feel immersed in an Internet based virtual world in which they can meet and share experiences in a natural way as they can meet and share experiences in real life. Rather than just being visualized in a 3D space, the virtual characters (autonomous agents as well as avatars representing users) in the immersive environment facilitate social interaction and multi-party collaboration, mixing virtual with real.

REVERIE: Natural Human Interaction in Virtual Immersive Environments

REVERIE (REal and Virtual Engagement in Realistic Immersive Environments [1]) targets novel research to address the demanding challenges involved with developing state-of-the-art technologies for online human interaction. The REVERIE framework enables users to meet, socialise and share experiences online by integrating cutting-edge technologies for 3D data acquisition and processing, networking, autonomy and real-time rendering. In this paper, we describe the innovative research that is showcased through the REVERIE integrated framework through richly defined use-cases which demonstrate the validity and potential for natural interaction in a virtual immersive and safe environment. Previews of the REVERIE demo and its key research components can be viewed at www.youtube.com/user/REVERIEFP7.

A Methodological Approach to User Evaluation and Assessment of a Virtual Environment Hangout

Innovation in virtual reality and motion sensing devices is pushing the development of virtual communication platforms towards completely immersive scenarios, which require full user interaction and create complex sensory experiences. This evolution influences user experiences and creates new paradigms for interaction, leading to an increased importance of user evaluation and assessment on new systems interfaces and usability, to validate platform design and development from the users’ point of view. The REVERIE research project aims to develop a virtual environment service for realistic inter-personal interaction. This paper describes the design challenges faced during the development process of user interfaces and the adopted methodological approach to user evaluation and assessment.

Modulation of pain threshold by virtual body ownership

Background Appropriate sensorimotor correlations can result in the illusion of ownership of exogenous body parts. Nevertheless, whether and how the illusion of owning a new body part affects human perception, and in particular pain detection, is still poorly investigated. Recent findings have shown that seeing one’s own body is analgesic, but it is not known whether this effect is transferable to newly embodied, but exogenous, body parts. In recent years, results from our laboratory have demonstrated that a virtual body can be felt as one’s own, provided realistic multisensory correlations. Methods The current work aimed at investigating the impact of virtual body ownership on pain threshold. An immersive virtual environment allowed a first-person perspective of a virtual body that replaced the own. Passive movement of the index finger congruent with the movement of the virtual index finger was used in the “synchronous” condition to induce ownership of the virtual arm. The pain threshold was tested by thermal stimulation under four conditions: 1) synchronous movements of the real and virtual fingers, 2) asynchronous movements, 3) seeing a virtual object instead of an arm, and 4) not seeing any limb in real world. Results Our results show that, independently of attentional and stimulus adaptation processes, the ownership of a virtual arm per se can significantly increase the thermal pain threshold. Conclusions This finding may be relevant for the development and improvement of digital solutions for rehabilitation and pain treatment.

Modelo pedagógico virtual da Universidade Aberta: para uma universidade do futuro

Adoptando a definição de modelo pedagógico como uma construção que procura representar as situações educativas, assume-se a necessidade de traçar um quadro de actuação pedagógica coerente com os novos desenvolvimentos no ensino a distância, no contexto da missão estratégica da instituição e da reafirmação da sua identidade. Nesta perspectiva, este documento explicita um modelo pedagógico entendido como um quadro geral de referência das actividades educativas e, simultanea- mente, como um instrumento organizador das práticas de ensino e de aprendizagem na Universidade Aberta.

Inteligência emocional, stress percecionado e sentimento de presença como preditores da identificação avatar em ambiente virtual

Este estudo procurou encontrar em primeiro qual o efeito da Inteligência emocional e do sentimento de presença sobre a identificação avatar em ambiente virtual, e em segundo se a identificação avatar estava associada a uma mudança de Self. O ambiente virtual foi simulado através de um jogo em 3ª pessoa (SOCOM4), onde os participantes tinham de jogar com um soldado de guerra americano. Os participantes (N = 82) preencheram uma escala de Inteligência emocional previamente à prova e posteriormente medidas de identificação, de stress e de atitudes face aos soldados. Os resultados demonstraram que o fator atenção e clareza (inteligência emocional) estão relacionados com a identificação. Foi encontrado também que a identificação ao avatar estava associada a uma mudança de Self. A identificação foi ainda associada a uma avaliação mais positiva dos soldados e da aceitação do uso dos mesmos. Foram ainda encontrados resultados para um possível modelo de mediação sobre os tipos de identificação com o prazer no jogo, dificuldades cognitivas e valoração de soldados pela variável traços estereotipicamente de soldados.

Efeitos do tipo de web site, conteúdo VS. contexto, no fluxo percepcionado, na avaliação do produto e na experiência virtual com o produto

Cada vez mais a experiência dos utilizadores num ambiente virtual deve ser alvo de novas investigações. A crescente evolução da tecnologia, a modernização da forma como comunicamos e recebemos informações, bem como realizamos as nossas compras em novos ambientes online, constituem um novo espaço de pesquisa. A Experiência de Fluxo online, descrita como um estado em que o utilizador se sente cognitivamente eficiente, motivado e feliz, parece contribuir para a navegação dos utilizadores num site, maximizando a eficácia comercial de um produto apresentado nesse mesmo site. Nós acreditamos que no mundo virtual da internet, a experiência de fluxo dos utilizadores pode ser potenciada através da melhor interação humano-computador, nos sites em que o utilizador navega, oferecendo aos utilizadores experiências virtuais mais envolventes com um produto. Esta pesquisa tem como objetivo verificar em que modelo de site, conteúdo versus contexto, os visitantes experienciam níveis mais elevadores de fluxo online, com implicações a nível da sua experiência de consumo, aceitação do próprio produto, experiência virtual e intenção comportamental de uso para com o produto. Características individuais dos utilizadores, como a sua inovação na disponibilidade para a tecnologia também serão alvo de estudo. O produto tecnológico utilizado foram os Óculos da Google. Foram utilizados estudantes em laboratório, de ambos os géneros, num plano experimental 2 (site conteúdo versus site contexto) que foram solicitados a responder a um questionário após a navegação num destes sites, sempre imersos num ambiente virtual. Os resultados mostram que no site de contexto, os participantes experienciaram maiores níveis de fluxo online, sentimentos mais agradáveis durante a sua navegação, uma maior utilidade percebida do produto, avaliaram mais positivamente os Óculos da Google, manifestaram uma atitude ao uso do produto tendencialmente maior e navegaram durante mais tempo neste site em detrimento do site de conteúdo. Os resultados revelaram ainda existir um efeito de interação entre a inovação na disponibilidade para a tecnologia e o tipo de site para com a intenção de uso do produto, com aplicações a nível do marketing e publicidade online.