Study of the transfer of procedural and motor skills using virtual reality for training industrial maintenance and assembly operations

Resumen

El trabajo de investigación presentado en esta tesis estudia el uso de la Realidad Virtual (RV) para entrenar habilidades procedurales y motrices relacionadas con operaciones de mantenimiento y ensamblado industrial. La mayoría de los sistemas virtuales que han sido implementados hasta el momento en el área de mantenimiento industrial se han diseñado para brindar una interacción más parecida con la realidad dejando a un lado la transferencia de habilidades. Para empezar en este trabajo se describe un conjunto de experimentos con el objetivo de estudiar la eficiencia de algunas estrategias de enseñanza basadas en el uso de RV. Estos experimentos analizan la transferencia de habilidades procedurales, control fino de fuerza y control fino de movimiento. La transferencia de la habilidad de control fino de movimiento es analizada empleando como tarea el aprendizaje de una trayectoria con precisión. El aprendizaje de diferentes patrones de fuerza fue empleado para analizar la transferencia de la habilidad de control fino de fuerza. Por otro lado, algunas estrategias para la transferencia de habilidades procedurales se analizaron junto con la tarea de aprender a como ensamblar un modelo de LEGO¿. Los resultados de los experimentos anteriores fueron empleados para sugerir un conjunto de recomendaciones para el diseño e implementación de nuevos sistemas de entrenamiento que aprovechen las ventajas que ofrece el uso de la RV. Estas sugerencias fueron implementadas en el sistema de entrenamiento IMA-VR. Este sistema permite a los usuarios practicar operaciones de mantenimiento y ensamblado industrial como si lo hicieran con una máquina real. La eficiencia y usabilidad de la plataforma IMA-VR fue evaluada por técnicos expertos en las instalaciones de Sidel (Parma, Italia). Los resultados de esta evaluación demostraron que el uso de la RV para el entrenamiento de operaciones de mantenimiento y ensamblado industrial elimina algunas de las desventajas que tienen los métodos de entrenamiento tradicional, como las restricciones de tiempo y disponibilidad del experto o máquina. Los resultados también demostraron que la plataforma IMA-VR puede ser empleada como una herramienta de entrenamiento y que es una alternativa eficiente en el entrenamiento de técnicos sin impedir la transferencia de habilidades.