Исследование влияния формы рукоятей джойстиков на точность манипуляторного управления
- Авторы: Петухов И.В.1, Стешина Л.А.1, Танрывердиев И.О.1, Стешин И.С.1, Курасов П.А.1, Галкин Д.В.1
-
Учреждения:
- Поволжский государственный технологический университет
- Выпуск: № 4 (2024)
- Страницы: 57-67
- Раздел: ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ИНФОРМАТИКА
- URL: https://bakhtiniada.ru/2306-2819/article/view/285001
- DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2024.4.57
- EDN: https://elibrary.ru/SJINHN
- ID: 285001
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В работе исследуется влияние формы, размера и способа захвата рукоятей джойстиков оператором на качество человеко-машинного взаимодействия, а именно, на скорость и точность позиционирования рукоятей джойстиков. Приведены результаты натурного эксперимента с участием 82 добровольцев по изучению скорости и точности позиционирования рукоятей джойстиков различных размеров, формы и способа захвата. Установлено, что с точки зрения скорости и точности операторского взаимодействия с джойстиками различие в форме, размерах и способе захвата рукояти джойстика не оказывает существенного как негативного, так и позитивного эффекта, при условии сохранения эргономичности конструкций рукояти джойстика. Установлено также, что при использовании полноразмерных джойстиков с захватом ладонью в некоторых задачах, требующих высокой скорости операторских реакций, возможно добиться большей эффективности операторского взаимодействия по сравнению с другими джойстиками. В статье также приведены рекомендации по практическому применению джойстиков в различных ситуациях организации операторского интерфейса.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
Игорь В. Петухов
Поволжский государственный технологический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: Petuhoviv@volgatech.net
ORCID iD: 0009-0000-2365-4857
SPIN-код: 6009-1846
доктор технических наук, профессор
Руанда, Йошкар-ОлаЛюдмила А. Стешина
Поволжский государственный технологический университет
Email: Petuhoviv@volgatech.net
ORCID iD: 0009-0006-1526-991X
SPIN-код: 3493-0013
кандидат технических наук, старший научный сотрудник
Россия, Йошкар-ОлаИлья О. Танрывердиев
Поволжский государственный технологический университет
Email: Petuhoviv@volgatech.net
ORCID iD: 0000-0003-2437-6339
SPIN-код: 4111-0072
кандидат технических наук, доцент
Россия, Йошкар-ОлаИлья С. Стешин
Поволжский государственный технологический университет
Email: Petuhoviv@volgatech.net
ORCID iD: 0000-0002-3330-716X
SPIN-код: 2965-9368
младший научный сотрудник
Россия, Йошкар-ОлаПавел А. Курасов
Поволжский государственный технологический университет
Email: Petuhoviv@volgatech.net
ORCID iD: 0009-0005-2877-1899
SPIN-код: 4387-8626
кандидат технических наук, доцент
Россия, Йошкар-ОлаДаниил В. Галкин
Поволжский государственный технологический университет
Email: Petuhoviv@volgatech.net
младший научный сотрудник
Россия, Йошкар-ОлаСписок литературы
- Redei A., Dascalu S., Harris F. A Framework for Vir-tualizing Joystick Controls in a Flight Simulator Training Environment. International Journal of Computers and Their Applications. 2019;26(1):1-6.
- Sokolov A., Seliverstov A., Sukhanov Y. For-est machine automation and ergonomics. Ural Environmental Science Forum “Sustainable Development of Industrial Region” (UESF-2023). Chelyabinsk: EDP Sciences. 2023;389:03002. doi: 10.1051/e3sconf/202338903002. EDN: MOOKPG
- Wagner C. R., Howe R. D., Stylopoulos N. The role of force feedback in surgery: analy-sis of blunt dis-section. Haptic Interfaces for Virtual Environment and Teleoperator Sys-tems, International Symposium on. - IEEE Computer Society; 2002:73-73.
- Meera C.S., Sairam P.S., Veeramalla V., Ku-mar A., and Gupta M. K. Design and analysis of new haptic joysticks for enhancing opera-tional skills in excavator control. Journal of Mechanical Design. 2020;142(12):121406. doi: 10.1115/1.4048462
- Zikmund P., Horpatzká M., Macík M. Learn-ing Effect in Joystick Tactile Guidance. IEEE Transactions on Haptics. 2024;17(4):567-577. doi: 10.1109/TOH.2024.3368663
- Koyama S., Tatemoto Ts., Kumazawa N. et al. The effect of differences in powered wheel-chair joystick shape on subjective and objec-tive operability Applied Ergonomics. 2023;107:103920. doi: 10.1016/j.apergo.2022.103920. EDN: GOJI-AA
- Efron B. Second thoughts on the bootstrap. Statistical science. 2003;18(2):135-140. doi: 10.1214/ss/1063994968
- Jolliffe I. T., Cadima J. Principal component analysis: a review and recent developments. Philosophical Transactions of the Royal So-ciety а Mathematical, Physical and Engineer-ing Sciences. 2016;374(2065):20150202. doi: 10.1098/rsta.2015.0202
- McInnes L., Healy J., Saul N. et al. Umap: Uniform manifold approximation and projec-tion. Journal of Open Source Software. 2018;3(29):861. doi: 10.21105/joss.00861
- MacQueen J. Some methods for classification and analysis of multivariate observations. Proceedings of 5-th Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probabil-ity/University of California Press; 1967. P. 367.
- Thorndike R. Who belongs in the family? Psychometrika. 1953;18(4):267-276. doi: 10.1007/bf02289263. EDN: JQIDIH
- Campello R. J. G. B., Moulavi D., Zimek A. et al. Hierarchical density estimates for data clustering, visualization, and outlier detec-tion.ACM Transactions on Knowledge Dis-covery from Data (TKDD). 2015;10(1):1-51. doi: 10.1145/2733381
- Harris C. R., Millman K. J., Van Der Walt S. J. et al. Array programming with NumPy. Na-ture. 2020;585(7825):357-362. doi: 10.1038/s41586-020-2649-2. EDN: IVEXXC
- McKinney W. Data structures for statistical computing in Python. SciPy. 2010;445(1):51-56. doi: 10.25080/Majora-92bf1922-00a
- Virtanen P., Gommers R., Oliphant T. E. et al. SciPy 1.0: fundamental algorithms for scien-tific computing in Python. Nature Methods. 2020;17(3):261-272. doi: 10.1038/s41592-020-0772-5. EDN: OFXSGB
- Pedregosa F. Scikit-learn: Machine learning in Python. The Journal of Machine Learning Re-search. 2011;12:2825-2830.
Дополнительные файлы
