Xin chào, mình là Minh, một nhân viên Unity Developer đang làm việc tại công ty OneTech Asia. Hôm nay, mình sẽ trình bày các bước để làm một dự án phòng cháy chữa cháy trong môi trường VR.
Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã ứng dụng công nghệ thực tế ảo vào trong công tác đào tạo, huấn luyện chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ. Thực tế công tác đào tạo, huấn luyện PCCC rất phức tạp và gặp nhiều khó khăn cũng như nguy hiểm nhất đinh. Nhiều lính cứu hỏa bị thiệt mạng vì chấn thương trong quá trình tập huấn, huấn luyện công tác chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ.
Nhằm hạn chế những thương vong vô nghĩa trong quá trình tập luyện như trên Chính phủ Hoa kỳ đã nghiên cứu và đưa ra giải pháp ứng dụng công nghệ thực tế ảo để đào tạo cho lính chữa cháy, cứu nạn. Bước đầu, giải pháp trên đã giảm thiểu được tối đa các tai nạn, chấn thương và nâng cao hiệu quả trong quá trình đào tạo, huấn luyện chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ.
Những ưu điểm khi áp dụng công nghệ thực tế ảo
Qua thực tế áp dụng công nghệ thực tế ảo trong công tác đào tạo, huấn luyện chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ đã thể hiện các ưu điểm, cụ thể:
- Môi trường tập luyện an toàn và bám sát thực tế với góc nhìn toàn cảnh 360 độ.
- Trang thiết bị bảo hộ cá nhân và các phương tiện chữa cháy, cứu nạn ít hao mòn, tốn kém
- Tiếc kiệm chi phí: xây dựng mô hình, bảo trì, bảo dưỡng, mua sắm trang bị…
- Dễ dàng thiết lập các tình huống, môi trường giả lập theo các trường hợp thực tế từng xảy ra
- Môi trường giả lập giống thật: Âm thanh, hình ảnh, các tình huống phát sinh đều có thể giả lập
- Việc huấn luyện, đào tạo này có thể diễn ra mọi lúc và mọi nơi mà không cần chuyển bị nhiều
- Công nghệ VR giúp cho người dùng có được cảm giác như ngoài đời thật, do đó việc đưa ra các hành động, kỹ năng sẽ gắn với thực tiễn và có thể áp dụng trong thực tiễn.
- Người học không phải tiếp xúc trực tiếp với khói, khí độc và chất độc giúp cho người học không gặp nguy hiểm từ các vấn đề này trong quá trình huấn luyện.
- Có thể thống kê, đo lường tốc độ phản ứng cũng như khả năng xử lý tình huống của các học viên để chấm điểm, theo dõi điều chỉnh trước khi áp dụng trong thực tế
Một số nhược điểm
- Các thiết bị thực tế ảo ngày nay còn vài hạn chế: Không thoải mái đi đeo, tốc độ xử lý còn chậm, đồ họa còn hạn chế…
- Việc sử dụng các thiết bị công nghệ thực tế ảo thường xuyên sẽ gây mỏi mắt, khô mắt, có thể gây cận thị,..
- Khi tiếp xúc với môi trường ảo trong khoảng thời gian nhất định có thể sẽ mắc chứng sợ ảo (còn được gọi là bệnh thực tế ảo).
- Chưa thể giả lập các cảm giá về vật lý hay hóa học như nhiệt độ, áp suất, khói, khí độc…
Thông tin của ứng dụng
- Thiết bị: Oculus Quest I & Oculus Quest II
- Nền tảng: Unity Engine 2020.3.25f1
- Công nghệ: Oculus SDK for Unity
- Phiên bản: V0.0.1 2022
Nội dung của ứng dụng
Tạo ra một ứng dụng đơn giản giả lập một một tình huống tại một thư viện trường học, bị chập điện và bốc cháy. Ứng dụng mô phỏng các bước cần thực hiện trong trường hợp chập điện cháy. Người dùng sẽ tương tác với màn hình UI,môi trường và một số đồ vật trong ứng dụng
Bước 1: Setup môi trường
Import một văn phòng tùy chọn theo ý thích của bạn và setup collider cho mặt sàn, bàn, ghế.Trong trường hợp này mình dùng thư viện
Bước 2: Setup camera và tay VR
Trong SDK của Oculus đã có sẵn component để sử dụng,chỉ việc kéo thả prefab vào trong scene.
Prefab này sẽ quản lý việc duy chuyển,render môi trường 3D,xử lý pose của tay và tương tác với các object
Bước 3 : Setup UI
Trong Oculus SDK đã có class DebugUIBuilder.
Class này sẽ xử lý việc tạo một canvas2d trên môi trường 3D. User sẽ có thể tương tác với nút thông qua raycast.
Ngoài ra, mình hoàn toàn có thể design component UI vô prefab và khởi tạo bằng code.
VD: Một đoạn code được viết thêm trong class DebugUIBuilder
Và DebugUIBuilder sử dụng trong editor cùng với prefab
Prefab DebugPCCCGuide, DebugPCCCInfo và DebugPCCCStep sẽ được dùng trong các bước của ứng dụng để hiển thị thông tin cho từng giai đoạn
Bước 4 : Tương tác cụ thể với đồ vật
Trong ứng dụng chữa cháy,chúng ta sẽ phải tương tác với một vài object 3d trong môi trường để hoàn thành mô phỏng chữa cháy. Mình sẽ đi qua từng trường hợp và giải thích.
Tụ điện: Chúng ta sẽ phải kéo kính bảo vệ và tắt từng cầu dao xuống. Trong trường hợp kính bảo vệ, gắn component Hinge Joint để đảm bảo nó chỉ có thể duy chuyển theo chiều ngang
Về cầu dao, bạn chỉ cần gắn trigger cho collider, user sẽ tương tác bằng component oculus trong tay.
Chuông báo cháy: tương tự như cầu dao, trigger được gắn vào chuông báo cháy và được kích hoạt bằng component oculus
Trong ảnh là component oculus của tay cầm
Bình chữa cháy: Ngoài việc có thể cầm được,chúng ta còn cần code thêm phần input để phun từ bình chữa cháy. Bạn sử dụng class OVRInput là được
Dùng OVRInput điều khiển thao tác bình chữa cháy 
Tay cầm controler của Oculus Quest
Bước 5: Quản lý sự kiện và vài hiệu ứng
Để có hiệu ứng lửa,tôi đã dùng assets Unity Particle Pack. Phần particle của họ có đi kèm với script dập lửa,nên chúng ta sẽ dùng nó.
Ngoài ra, chúng ta sẽ thêm một class ngoài liên kết và quản lý các sự kiện để hiển thị UI phù hợp.
Kết quả
Như vậy Minh đã hoàn thành dẫn tạo một ứng dụng đơn giản với Unity giả lập một một tình huống xảy ra đám cháy tại một thư viện trường học và hướng dẫn thao tác chữa cháy đúng theo quy định PCCC. Thông qua thiết bị VR như kính Oculus quest, người dùng có thể thực hành một số thao tác trực quan sát với thực tế như ngắt cầu dao điện, bấm chuông báo cháy và dùng bình chữa cháy xử lý đám cháy nhỏ tại chỗ.
Hãy cùng xem video demo dự án dưới đây nhé. Và nếu bạn có thắc mắc hoặc cần trợ giúp gì hãy cứ comment trong bài viết hoặc video của mình nhé.
Đây là một ứng dụng cơ bản về lĩnh vực VR trainning, tương tự bạn có thể ứng dụng để xây dựng các ứng dụng về huấn luyện đào tạo VR khác như điều khiển thiết bị, cánh tay robot, dây truyền máy móc, xử lý các tình huống cho trước… Chúc các bạn thành công.
Đánh giá
Qua thực tế áp dụng và triển khai trong thực tế; cân nhắc các ưu, nhược điểm của công nghệ VR, ngày nay nhiều lĩnh vực, đơn vị đã đầu tư công nghệ thực tế ảo vào đào tạo, huấn luyện. Hiện nay trên Thế giới, một số nước như Hoa Kỳ, Úc, Hàn Quốc, Singapore… đã tổ chức đào tạo lính chữa cháy bằng công nghệ VR. Thiết nghĩ, tại Việt Nam việc cân nhắc đưa công nghệ thực tế ảo này vào công tác tập huấn, huấn luyện nghiệp vụ PCCC và CNCH cho lực lượng PCCC và CNCH hoặc đơn giản chỉ là trải nghiệm công tác PCCC và CNCH trong các tình huống cụ thể sẽ mang lại nhiều lợi ích, tiết kiệm chi phí đầu tư cho công tác này.
