Posibilidades de la realidad virtual en la reducción de accidentes laborales en la Industria 4.0

Abstract

Este trabajo analiza las posibilidades de la Realidad Virtual Inmersiva (RVI) en la formación en prevención de riesgos laborales en la industria manufacturera actual. En primer lugar, se presenta un marco general con aspectos clave que hay que considerar en el diseño de experiencias RVI. En segundo lugar, se presentan dos ejemplos concretos ya validados experimentalmente, para demostrar la utilidad de este esquema para la detección de riesgos laborales. En el primero de ellos, el trabajador puede controlar en primera persona un puente grúa en un entorno virtual realista, tanto por la calidad visual como por la forma de movimiento de los objetos y cargas; además de realizar distintas operaciones críticas tanto por el nivel sonoro del entorno, iluminación, interacción con otros trabajadores y, en especial, por el equilibrado y geometría de las cargas a transportar. En estas condiciones debe realizar distintas tareas habituales (carga, movimiento, descarga de piezas…) y atender a la prevención de accidentes. En el segundo, el trabajador debe desplazarse por una fábrica e identificar situaciones de riesgo, así como tomar las medidas correctivas apropiadas. Mientras que en la primera aplicación el usuario interactúa con el entorno virtual utilizando una botonera real de puente grúa para aumentar su inmersión, en el segundo se utilizan mandos estándar de RVI por su facilidad para simular la interacción con objetos virtuales. En ambos casos un sistema de adquisición de datos, tanto de posicionamiento como de control de la mirada, permiten al formador proporcionar rápidamente al usuario retroalimentación sobre su rendimiento y los puntos de mejora observados.

This work discuss the possibilities of Immersive Virtual Reality (iVR) environments in occupational risk prevention in the manufacturing industry. Firstly, a framework for iVR experiences design is presented. Secondly, two examples to demonstrate the usefulness of this scheme for the detection of occupational hazards are discussed. In the first one, the worker controls an overhead crane in a realistic iVR environment. Realism is searched to intensify user´s presence in the iVR and, therefore, learning effectiveness. Visual quality is maximized and natural movements and load´s inertias are programmed with this objective. The user performs different critical operations in this application. The tasks becomes more complex while the user gets used to the iVR serious game: noise level, bad lighting, presence of other workers in the working area and, especially, load unbalance. Under these conditions, the user must carry out different common tasks while avoiding accidents. In the second one, the worker moves through a factory and identifies different risk situations, taking the corresponding corrective measures. While in the first application, the user interacts with the virtual environment using a real overhead crane keypad to increase his immersion, in the second one a standard iVR interface is used, because it simulates in a natural way the interaction with virtual objects. In both cases, a data acquisition system, including positioning and eyetracking, allows the trainer to directly provide feedback to the user on his performance.