Simulazione di un laboratorio di failure analysis in realtà virtuale: Progettazione e realizzazione dell’ambiente immersivo, degli oggetti 3D e degli avatar = Simulation of a Failure Analysis Laboratory in Virtual Reality: Design and implementation of the immersive environment, 3D objects and avatars

Negli ultimi anni, la Realtà Virtuale (o Virtual Reality, VR) ha dimostrato di essere uno strumento potente e innovativo nell'ambito dell'istruzione, offrendo nuove modalità di apprendimento immersivo che migliorano significativamente l'engagement e la comprensione dei contenuti da parte degli studenti. La VR permette di simulare situazioni complesse in un ambiente sicuro, fornendo un contesto pratico senza i rischi associati alla manipolazione di materiali reali. Questo è particolarmente utile in settori tecnici e scientifici, come l'ingegneria, la chimica e le scienze dei materiali, dove l'esperienza pratica è fondamentale. Sulla base di ciò, questo progetto di tesi si concentra sulla realizzazione di un’applicazione VR che permetta la simulazione di una procedura di analisi dei guasti (in inglese “failure analysis”) in un laboratorio virtuale. La failure analysis è un processo critico nell'ingegneria che consiste nell'indagare le cause di guasti in materiali, componenti e sistemi, al fine di prevenirne il verificarsi in futuro. La creazione di un laboratorio virtuale per questo tipo di analisi offre numerosi vantaggi, tra cui l'accessibilità, la ripetibilità degli esperimenti, e la riduzione dei costi e dei rischi associati all'uso di materiali reali. L'applicazione è stata progettata grazie alla collaborazione del Dipartimento di Automatica e Informatica (DAUIN) e il Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT), per essere utilizzata come strumento educativo e formativo, offrendo un'esperienza immersiva e multiplayer che facilita l'apprendimento dei concetti chiave della failure analysis e delle tecniche utilizzate in questo campo. Gli studenti potranno quindi sperimentare le procedure laboratoriali, mettendo in pratica le loro conoscenze teoriche, mantenendo un alto grado di libertà all’interno dell’esperienza, al termine della quale riceveranno una valutazione del proprio operato. Il processo di progettazione è iniziato con una fase di ricerca approfondita con gli esperti del settore, per comprendere come definire le diverse fasi dell’esperienza. Dopo aver osservato la procedura dal vivo, è stato possibile passare alla fase di realizzazione dell’ambiente e degli assets virtuali, con conseguente applicazione di materiali e shader. A seguito di un’ulteriore indagine, si è stati in grado di formulare la soluzione migliore per quanto riguarda gli avatar, in modo che aumentassero ulteriormente il coinvolgimento degli utenti. Tutto ciò ha portato ad ottenere un buon compromesso per assicurare la miglior somiglianza con la realtà, pur facilitandone l’integrazione e l’usabilità nell’applicazione VR.