VR実験室

VR土質実験室†

• 本デジタルコンテンツは，令和4年度国立大学改革・研究基盤強化推進補助金 （国立大学経営改革促進事業，メタバースの活用と技科大リソースマネジメントによる研究教育システムの価値向上と財政基盤の拡大）の一環で作成したものである．
• 経営改革促進事業ポータルサイトはこちら [LINK]
• VR土質実験室
  • 著作：国立大学法人長岡技術科学大学 環境社会基盤工学 地盤工学研究室
  • 監修：国立大学法人長岡技術科学大学 技術支援センター 高田晋
  • 製作：SOLIZE株式会社 [LINK]
     
    
• 開発履歴
  • R051024 VR土質実験室の第一弾として「VR一面せん断試験」の開発をスタート
  • R060604 VR一面せん断試験 Ver.1の完成
  • R060609 VR一面せん断試験コンテンツ公開
  • R060713 VR土質実験室の第二弾として「VR三軸試験」の開発をスタート
  • R060713 VR土質実験室の第三弾として「VR一面せん断試験デスクトップ版」の開発をスタート

VR一面せん断試験 New!!†

• VR空間内では，仮想の実験室を再現し，供試体の設置から解体 まで一通りの流れを体験できるように構成されている．試験装置の組立ては，左右コントローラーのグリップボタンを押すことにより，実際に手でものを掴んで，移動させる操作を疑似的に体験できる点が特徴的である．
• このVRアプリのプレイタイムは，動画をスキップしない場合は20分程度，スキップした場合は7分程度である．
• このアプリは，学部4年生前期に開講している環境社会基盤工学実験で行っている「過圧密粘土を用いた一面せん断試験」の理解を助けるために作成したものである．基本的には実験を指導するティーチングアシスタントの事前トレーニングを想定したものであるが，いずれは，試験装置を保有していないような，高専や工業高校の授業，ゼネコンやコンサルタント企業の社員教育の教材として使用されることも取り扱い範囲と考えている．
• 本研究室の試験装置[LINK]は，サーボモーター，PCを用いたフィードバック自動制御方式を採用しているため，試験方法の解説書に掲載されている装置とは異なり，構造が複雑になる．そのため，実験時間内で試験装置のメカニズムを理解することが難しい．そこで，理解を助けるために，使用している装置をそのまま3Dモデル化してVR空間内で短時間に一連の実験を体験できるアプリとした．これにより，実際の装置を前にして，例えば，圧密や除荷などの手待ちの時間にこのアプリを用いれば，前述の問題が克服できると考えている．

• 体験できる実験は，供試体として砂または粘土を用いた定体積試験のみとなる．また，過圧密状態の土試料を想定しているため，圧密工程後に除荷の工程が追加されている．
• 実験の一部では，次の工程を問うクイズが含まれており，正解しないと次の手順に進めないような場面がある．また，圧密過程，せん断過程等の複雑な手順の工程は，VR空間内で動画を用いて解説する．
• 本コンテンツの使用条件
  • コンテンツの使用は登録制とする．文科省の補助金で作成したので，使用料は無料とする．
  • Meta社のMetaQuest3を使用して開発したので，MetaQuest3が必要となる．他のVRゴーグルは試していないので，不具合が発生する可能性がある．
  • VR酔いが発生することがるので，「乗り物酔い」，「ゲーム酔い」，「3D酔い」をし易い場合は，使用を控えること．
  • MetaQuest内のブラウザからログインし，右下にあるAR/VRボタン（1.VR一面せん断起動画面写真を参照のこと）をコントローラーでクリックして使用を開始すること．
  • 発展途上のコンテンツのため，本アプリを用いて何らかの不具合が起きても，一切の責任は負わない．
  • ログインアカウントやパスワードを無断で他人に譲渡することは禁ずる．
  • ログインアカウント，パスワードの問い合わせ先 [高田E-mail]
  • VR一面せん断試験のページ [Link]
• 操作方法
  • 実験の指令を与える黒板のメッセージ送り　・・・右コントローラーAボタン
  • 黒板に表示されるクイズ　　　　　　　　　・・・右コントローラーAボタン，Bボタン
  • プレーヤーの立ち位置を変更　　　　　　　・・・右コントローラーメタクエストボタン長押し
  • 動画のスキップ　　　　　　　　　　　　　・・・右コントローラートリガーボタン（コントローラー前面）
  • ものを掴む，離す　　　　　　　　　　　　・・・左右グリップボタン（コントローラー側面）
  • BGMの音量調整　　　　　　　　　　　　 　・・・MetaQuest3ヘッドセット下部ボタン
  • 強制終了　　　　　　　　　　　　　　　　・・・右コントローラーメタクエストボタン → ブラウザを閉じる
• お断り，既知の問題
  • 予算の都合でモデルの細部が実際の装置と異なる箇所がある．
  • せん断過程でロッキングピンを抜いていない．（次回更新の宿題）
  • せん断過程で下部せん断箱の排水バルブを操作できない．（次回更新の宿題）
  • 上下せん断箱の隙間が組立時に存在する．（止む無し）
  • 制御用のPCの画面が無い．（次回更新の宿題）
  • せん断方向の軸が正しく連結されていない．（次回更新の宿題）
  • 動画がバグる時がある．（WEBサーバが非力なので，恐れ入りますがスキップして下さい）
  • 動画の説明がおかしい部分がある．（指導力不足です，素直にゴメンナサイ）
     

1.VR一面せん断起動画面	2.VRゴーグル	3.実験室の様子

4.試験装置の様子	5.土試料用実験台の様子	6.せん断箱組立用実験台の様子

7.VR体験の様子（豊田先生）	8.学部4年生学生実験の様子	9.学部4年生学生実験の様子