Progettazione e Sviluppo di una Piattaforma VR Immersiva per la Valutazione di Interfacce uomo macchina per passeggeri di VTOL in scenari di Mobilità Aerea Urbana = Design and Development of an Immersive VR Platform for the Evaluation of Human-Machine Interfaces for VTOL Passengers in Urban Air Mobility Scenarios

Negli ultimi anni, la mobilità aerea urbana (UAM) ha guadagnato un crescente interesse come soluzione innovativa per affrontare le sfide del trasporto urbano. Veicoli con guida autonoma, a decollo e atterraggio verticale (VTOL) rappresentano una delle tecnologie chiave per questa nuova modalità di trasporto. Tuttavia, l'efficacia e l'accettazione di questi veicoli dipendono fortemente dalla progettazione delle interfacce uomo-macchina (HMI) per i passeggeri. La presente tesi si focalizza sulla progettazione e l'implementazione di una piattaforma di simulazione in realtà virtuale immersiva (VR) che consenta una valutazione sperimentale del design dell'HMI per i passeggeri di VTOL. Il lavoro si articola in più fasi. Nella prima fase, viene effettuata una analisi per la ricostruzione e simulazione di un ambiente urbano 3D realistico. Questo comprende l'analisi di varie tecnologie destinate a ricreare ambienti realistici in 3D, la valutazione di software e strumenti esistenti, e la considerazione di fattori come la qualità visiva, la fedeltà dei dettagli, e le prestazioni di rendering in tempo reale. Nella seconda fase vengono esaminati studi precedenti e tecnologie esistenti, al fine di identificare le interfacce più promettenti da valutare, analizzandone le caratteristiche, e definendo quindi le funzionalità che la piattaforma dovrà supportare per permetterne l’integrazione. La terza fase riguarda lo sviluppo della piattaforma di simulazione. È stato utilizzato Unreal Engine come motore grafico e creato un ambiente di realtà virtuale realistico che simula un volo VTOL in un contesto urbano. Lo scenario di simulazione è configurabile ed include scenari di volo in condizioni meteorologiche variabili (bel tempo, pioggia e nuvole basse), volo in ore diurne e notturne. Permette inoltre la simulazione del traffico aereo UAM. La simulazione delle varie fasi del volo tra cui decollo e atterraggio è simulata a partire da un modello di volo del velivolo implementato con il plugin K2; in particolare il percorso di volo viene registrato e ri-eseguito in modo identico per permettere la ripetibilità delle condizioni in fase sperimentale. La piattaforma è stata configurata per l’utilizzo attraverso un visore VR ad alta risoluzione (Varjo XR 3) e l’interfacciamento con dispositivi per la simulazione del movimento. La piattaforma inoltre è predisposta per la raccolta di metriche quantitative utili per la valutazione sperimentale, ed esempio utilizzando la tecnologia di eye tracking.