:::

產業技術評析

具真實感的VR消防培訓系統「FLAIM Trainer」
發表日期:2022-11-16
作者:軟體產業研究中心(資策會)
摘要:
降低培訓的危險性、成本,以及提高培訓效率,並且讓消防員熟悉多樣火場情境與指揮調度的宏觀視野,是結合觸覺技術的VR消防培訓系統「FLAIM Trainer」強調的價值。

全文:

降低培訓的危險性、成本,以及提高培訓效率,並且讓消防員熟悉多樣火場情境與指揮調度的宏觀視野,是結合觸覺技術的VR消防培訓系統「FLAIM Trainer」強調的價值。「FLAIM Trainer」是由澳洲Deakin University的 Institute for Intelligent Systems Research and Innovation(IISRI)於2017年所研發。IISR並成立新創公司「FLAIM Systems」,負責FLAIM Trainer的商業化以及銷售,FLAIM Trainer已在澳洲、美國、英國等國家銷售。

一、可彈性模擬各種火災情境,提高培訓效益

FLAIM Trainer提供數種VR消防培訓場景,例如基本的消防水帶使用技能、或房間(廚房)火災、飛機(泡沫)、氣瓶冷卻(沸騰液體膨脹蒸汽爆炸)、車輛和大型火災等救火培訓;也可因應客戶需求,提供客製化的培訓場景。在2019年澳洲森林野火延燒數個月時,澳洲國家消防局曾對FLAIM Trainer進行試用,試用後表示這套系統可以快速達到訓練成效。大火中有許多志工參與救災,然而森林大火在現實中很難模擬其場景立即進行培訓,FLAIM Trainer讓志工沉浸在有如森林大火的情境中,從而快速學習救災技能。

圖1、FLAIM Trainer平板電腦呈現培訓中各項數值

資料來源:FLAIM Systems,資策會MIC ITIS研究團隊整理(2022/11)
圖1、FLAIM Trainer平板電腦呈現培訓中各項數值
 

IISRI進一步在2022年4月獲得澳洲皇家海軍(Royal Australian Navy, RAN)和國防創新中心(Defence Innovation Hub, DIH)513萬美元的研發經費,提升現有FLAIM Trainer的觸覺技術應用之外,更重要的是建置一套由AI驅動的VR消防培訓系統(AI-powered firefighting training platform),也就是賦予系統AI自我學習能力,可因應軍艦消防需求,更容易地進行部署及配置VR消防培訓場景。由於船軍艦上充斥各式可燃物,消防是每位海軍必備的一項重要技能,因此對FLAIM Trainer安全有效的訓練提出更高的要求。

二、專利的觸覺回饋系統讓VR培訓更具真實感

FLAIM Trainer整合VR頭罩/呼吸器、專利觸覺回饋系統、熱體感消防服、以及VR培訓場景及相關應用程式等重要元件,提供獨特的訓練體驗。VR頭戴裝置與呼吸器結合,在消防瞄子(Nozzle)設置VIVE Tracker,經由HTC的VIVE Pro Eye眼球追蹤技術,讓 FLAIM Trainer 能即時偵測、並分析受訓消防員的視覺動線,讓教練能提供即時的回饋,教導正確的救火觀念。

圖2、FLAIM Trainer重要元件

資料來源:FLAIM Systems,資策會MIC ITIS研究團隊整理(2022/11)
圖2、FLAIM Trainer重要元件
 

最重要的部份是消防水帶中的觸覺回饋系統,可以模擬水流的力量,讓消防員感受到水柱的力量,提高救火練習的真實感。FLAIM Trainer的觸覺回饋是經由水壓的反沖(kick back)數據,來設定水流力回饋標準。消防水帶中的觸覺回饋正是IISRI的核心技術,該技術提供了更準確的模擬,確保消防員面對真實事物前做好充分準備。

FLAIM Trainer可模擬煙霧、火焰、水、泡沫等不同的VR場景,瞄子配合VR場景,可以設定直線至水霧模式等五種不同的水流型態,瞄子以觸覺回饋(力回饋)虛擬放水量及水壓,有100/200/300/400/500 l/min @ 500 kPa (5 bar)等規格可供選擇。

其次,消防服配置發熱元件,可以真實地複製受訓者在虛擬場景中的熱量,包括來自火災本身的直接或輻射熱量。加熱元件經由FLAIM Trainer軟體控制,應用程式判定培訓者與火場的距離和方向,確立加熱效果。消防服同時內鍵NTT的「hitoe」背心和發射器,可追蹤心率、熱壓力和心電圖,並通過藍牙傳輸數據,記錄火勢、熱度對受訓者的影響。

每個場景中來自VR模擬和消防衣中各個元件的數據,都會被記錄並且實時地呈現在教練的平板電腦上,供教練即時教導使用。這些數據也會傳送至雲端平台,儲存每個受訓者的培訓記錄和並且進行分析,回饋培訓結果並制訂培訓建議,使培訓成果可以量化且標準化。

三、改善傳統培訓不足之處並且提供既有產品新的市場

消防員的訓練過程危險且昂貴,建立有效的培訓硬體設施及救火場景往往需要龐大的經費及空曠地點;另一方面,培訓場景的硬體環境建置後,培訓模式也往往固定不變,然而真實的火場是多變的,因此愈來愈多的國家,引入VR救災培訓方式,改善傳統消防員訓練不足的地方,強化消防員面對火場的壓力承受度與應變能力、提升火場救災效率與安全。

對既有產品提供新的應用、新的市場。FLAIM Trainer系統由各領域專業供應商提供,例如heat suit是採用日本NTT與其子公司NTT Docomo,和紡織大廠東麗(Toray)合作推出的「hitoe」、VR頭戴裝置是採用臺灣HTC、Nozzle/Branch是由美國消防設備供應商Task Force Tips提供;FLAIM Trainer提供既有業者產品有新的應用、新的市場。VR培訓系統各類火災場景的3D建模、數據化,以及雲端平台培訓相關的應用程式,也促進軟體人才的需求。

圖3、FLAIM Trainer應用場景3D建模、數據化

資料來源:FLAIM Systems,資策會MIC ITIS研究團隊整理(2022/11)
圖3、FLAIM Trainer應用場景3D建模、數據化
 

(本文作者為資策會MIC執行產業技術基磐研究與知識服務計畫產業分析師)


* 點閱數54
更新日期:2020-04-08

回上一頁 回首頁