模拟和/或虚拟现实已经被证明是训练我们的劳动力操作复杂、高价值系统的非常有效的方法。今天最新的模拟器使用借鉴自游戏和电影行业的技术，在安全的离线环境中创建高效、逼真的训练体验，最大限度地降低了安全风险和因操作失误而损失高价值产品的担忧。
结合了虚拟现实的训练模拟器是基于物理环境的3D数字模型。这些模型可以为用户提供基于现实世界限制的虚拟模型的视角。除了整合了实际系统物理的视觉体验外，模拟器还经常添加声音以进一步吸引用户的感官。而增强现实技术则将额外的信息叠加到真实图像上。
使用系统的方法将虚拟现实和增强现实结合起来，公司可以创建一个安全但高度逼真的模拟环境，在这个环境中培训员工和/或测试新产品。通过结合触觉技术，通过力、振动或运动为用户重建触觉，体验变得更加逼真，从而更有效地用于培训目的。
触觉学的起源
控制论——研究人、动物和机器如何控制和交流信息的学科——将反馈系统的概念普遍化，并将其扩展到包括人与机器之间的互动。在20世纪80年代，触觉学的科学领域被纳入控制论，增加了将控制灵敏度和反馈纳入人类操作人员使用的制导系统的需求。虽然触觉技术最初应用于飞行训练器的控制杆，以提高飞行模拟环境的真实感，但触觉技术现在也被用于广泛的应用，包括航空航天、医疗、水下和采矿设备操作员的训练器。
对于训练者来说，触觉科学已经扩展到包括虚拟环境和人类心理物理学。人类心理物理学通过创造一种触觉错觉，或者知道如何愚弄手和眼睛，来帮助人类操纵。这项技术的关键元素提高了虚拟环境中的真实感。真实感程度是一种主观价值，用于传达整个触觉解决方案如何有效地模仿实际环境，在这种环境中，人类操作员将基于交互、沉浸和想象等关键元素发挥作用。
触觉环境的真实感依赖于两种截然不同的技术——机器动力学和操作员控制——它们共同构建了一个训练环境，准确地再现了机器的实际行为和相关的手部控制。系统设计师面临的挑战是，训练设备需要为操作人员提供机器控制操纵器，在受外力作用时，操纵器的外观、触感和准确再现实际设备的行为。因此，机器模拟和触觉操作控制的收敛最终决定了操作体验的质量。
基于物理建模
数字计算机模拟通过将完整的模拟环境与虚拟现实相结合，为触觉学增加了一个全新的维度。被模拟机器/系统的数学模型提供机器的状态作为触觉控制和物理隔间控制的输入。该行业已经将虚拟现实融入到培训系统中。3D仿真工具模拟机器和环境的交互作用，同时与触觉控制和物理隔间的动态变化同步。
今天的先进游戏引擎展示了虚拟现实系统的重大进展，这些虚拟现实系统依赖于基于物理的模拟。基于物理的仿真系统设计用于分析机器和环境之间的物理交互，允许系统设计工程师模拟机器运动，同时检测碰撞和干扰——所有这些都在虚拟环境中进行。虚拟现实使行业能够创建一个完全沉浸在用户中的培训环境。
高效的训练模拟器可以创造像今天的电脑游戏环境所提供的那种栩栩如生的体验。结合了虚拟现实的训练模拟器是基于物理环境的3D数字模型。这些可以为用户提供基于现实世界限制的虚拟模型的视角。除了整合了实际系统物理的视觉体验外，模拟器还添加了声音以进一步吸引用户的感官。
如今，虚拟现实和增强现实都被用于培训员工，并在新产品和技术投放市场前对其进行评估。获得使用复杂系统的经验(在不损失人员生命或高价值产品的风险下)为工作人员提供了技能和理解，否则不使用实际系统是不可能的。
触觉技术在虚拟现实和增强现实的基础上进行了改进，使培训或产品测试体验更加逼真。
Sal Spada是离散自动化的研究总监ARC咨询集团．他的职责包括研究全球CNC，北美通用运动控制和伺服驱动市场。
