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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2010.tde-02062010-163046
Documento
Autor
Nome completo
Rodrigo Barroca Dias Ferraz
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2010
Orientador
Banca examinadora
Lopes, Roseli de Deus (Presidente)
Sato, Liria Matsumoto
Velho, Luiz Carlos Pacheco Rodrigues
Título em português
Proposta de ferramenta para desenvolvimento de simuladores interativos para treinamento.
Palavras-chave em português
Arquitetura de software
Realidade virtual
Simulação
Resumo em português
Simulações man-in-the-loop, ou human-in-the-loop reproduzem virtualmente ambientes reais ou imaginários para o usuário, sendo aplicadas em diversas áreas como, entretenimento, treinamento, experimento e reabilitação. Na área de treinamento, os simuladores são cada vez mais empregados visando principalmente a redução de custos e riscos, além do controle total das condições do treinamento. Simuladores de treinamento têm sido utilizados em diversas áreas, como medicina (simuladores de procedimentos cirúrgicos), aviação, trânsito, náutica, industrial, militar, entre outras. Uma das dificuldades no desenvolvimento de simuladores para treinamento é projetar e implementar o modelo do ambiente virtual em software. Apesar de existirem diversas ferramentas (livres ou comerciais) que podem auxiliar no desenvolvimento dos simuladores, poucas se propõem à modelagem do sistema e sua execução, e estas são, em sua maioria, proprietárias. O principal objetivo deste trabalho é conceber uma ferramenta genérica para auxiliar na modelagem, estruturação e implementação de simuladores de ambientes virtuais voltados para treinamento, partindo da proposta de uma arquitetura de software baseada na decomposição estrutural do sistema a ser simulado. A utilização de uma ferramenta genérica tem a finalidade de reduzir o tempo e o custo de desenvolvimento de simuladores de treinamento, facilitando a integração simultânea de diversas equipes de trabalho e a reutilização de componentes de softwares para outras aplicações. Foi concebida uma arquitetura de software baseada nos trabalhos da literatura e desenvolvido um protótipo da ferramenta genérica. Para avaliar a ferramenta foi realizado um estudo de caso baseado no software de um simulador de aeronave de asas rotativas, modelo Bell Jet Ranger III e nos procedimentos operacionais reais. O estudo foi realizado por meio da adaptação parcial do software do simulador original utilizando a ferramenta proposta. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade da utilização da arquitetura e da ferramenta genérica para o desenvolvimento de simuladores de treinamento.
Título em inglês
A proposal for tools to interactive training simulation development.
Palavras-chave em inglês
Simulation
Software architecture
Virtual reality
Resumo em inglês
Man-in-the-loop or human-in-the-loop simulations reproduce virtually real or imaginary environments to the user, being used for several purposes, such as, entertainment, training, experiment and rehabilitation. In training area, the simulators are more and more used aiming, specially for costs and risks reduction besides the total control of training conditions. Training simulators have been used in several areas such as medicine (surgical procedures simulators), evaluation, traffic, nautical, industrial, military, among others. One of the difficulties in the simulator development for training is to project and implement the virtual environment model in software. Even though there are several free and commercial tools that might help in simulator development, few of them focus on system modeling and execution, and those are, in it's majority, proprietary. The main purpose of this work is to design a generic tool to assist the modeling, structuring and implementation of virtual environment simulators for training, starting from the proposal of a software architecture based on the structural decomposition of the system to be simulated. The use of a generic tool aims to reduce time and cost of developing training simulators, facilitating simultaneous integration of various workgroups and reuse of software components for other applications. Initially, a software architecture for training simulators was designed based on academic researches and a prototype of a generic tool was developed. To evaluate this tool, a case study was conducted based on the Bell Jet Ranger III rotorcraft simulator software and real operational procedures. The study was performed by partially adapting the original simulator software using the proposed tool. The results showed the feasibility of using the purposed architecture and generic tool for training simulators development.
 
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Data de Publicação
2010-12-08
 
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