Investigating the Impact of an Immersive VR-based Learning Environment for Learning Human-Robot Collaboration in Construction Robotics Education

研究基于 VR 的沉浸式学习环境对建筑机器人教育中人机协作学习的影响

基本信息

  • 批准号:
    2402008
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 44万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-10-01 至 2026-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project aims to serve the national interest by advancing the innovation needed to enhance the work environments for construction workforce interacting with robots. As the construction industry gears towards widespread acceptance of robots, there is a need to prepare Construction Engineering and Management (CEM) students to excel in highly technological work environments. However, the current curriculum is inadequate to equip CEM students with the required competencies for working alongside construction robots. This project intends to investigate an immersive virtual reality (VR)-based learning environment to develop students' experiential skills so that the students would interact safely with robots in the construction industry after they graduate. The proposed project has the potential to provide the CEM communities with tangible benefits for advancing robotics in engineering education.This interdisciplinary research seeks to advance the understanding of CEM students' challenges when the students learn how to interact safely with robots during construction work. The project will first identify the key competencies required for CEM students to interact with construction robots. Next, the characteristics of a virtual environment that can enhance those competencies will be investigated. The immersive VR-based learning environment including an interactive diagnostic will be developed to help students to cultivate the hands-on skills of working with construction robots. The project intends to implement and evaluate the learning environment in terms of learning outcomes and improvement in competencies. In addition, the researchers plan to provide a learning environment adaptable to different student demographics. The NSF IUSE: EDU Program supports research and development projects to improve the effectiveness of STEM education for all students. Through its Engaged Student Learning track, the program supports the creation, exploration, and implementation of promising practices and tools.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目旨在通过推进改善建筑工人与机器人互动的工作环境所需的创新来服务于国家利益。随着建筑行业广泛接受机器人,需要培养建筑工程与管理 (CEM) 学生在高科技工作环境中脱颖而出。然而,当前的课程不足以让 CEM 学生具备与建筑机器人一起工作所需的能力。该项目旨在研究基于沉浸式虚拟现实(VR)的学习环境,以培养学生的体验技能,以便学生毕业后能够与建筑行业的机器人安全地互动。拟议的项目有可能为 CEM 社区提供切实的好处,以推进工程教育中的机器人技术。这项跨学科研究旨在加深对 CEM 学生在建筑工作期间学习如何与机器人安全交互时所面临的挑战的理解。该项目将首先确定 CEM 学生与建筑机器人互动所需的关键能力。接下来,将研究可以增强这些能力的虚拟环境的特征。将开发包括交互式诊断在内的基于 VR 的沉浸式学习环境,以帮助学生培养使用建筑机器人的实践技能。该项目旨在从学习成果和能力提高方面实施和评估学习环境。此外,研究人员计划提供适合不同学生群体的学习环境。 NSF IUSE:EDU 计划支持研究和开发项目,以提高所有学生 STEM 教育的有效性。通过其参与的学生学习轨道,该计划支持有前途的实践和工具的创建、探索和实施。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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Houtan Jebelli其他文献

Unsupervised Adversarial Domain Adaptation in Wearable Physiological Sensing for Construction Workers’ Health Monitoring Using Photoplethysmography
使用光电体积描记法进行建筑工人健康监测的可穿戴生理传感中的无监督对抗域适应
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    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yogesh Gautam;Yizhi Liu;Houtan Jebelli
  • 通讯作者:
    Houtan Jebelli
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Amit Ojha;Ali Sharifironizi;Yizhi Liu;Houtan Jebelli
  • 通讯作者:
    Houtan Jebelli
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Houtan Jebelli
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Hyunsook Kim;C. Ahn;T. Stentz;Houtan Jebelli
  • 通讯作者:
    Houtan Jebelli
Improving Health Monitoring of Construction Workers Using Physiological Data-Driven Techniques: An Ensemble Learning-Based Framework to Address Distributional Shifts
使用生理数据驱动技术改善建筑工人的健康监测:基于集成学习的框架来解决分配变化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Amit Ojha;Yizhi Liu;Houtan Jebelli;Hunayu Cheng;Mehdi Kiani
  • 通讯作者:
    Mehdi Kiani

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Collaborative Research: NRI: Understanding Underlying Risks and Sociotechnical Challenges of Powered Wearable Exoskeleton to Construction Workers
合作研究:NRI:了解建筑工人动力可穿戴外骨骼的潜在风险和社会技术挑战
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    2221167
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    2022
  • 资助金额:
    $ 44万
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    $ 44万
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  • 批准号:
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Impact of Utilizing Immersive Virtual Reality and Dynamic Assessment on Mining Engineering Education from the Community of Inquiry Perspective
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    2202640
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通过沉浸式技术互连大屠杀纪念馆和博物馆的教育影响
  • 批准号:
    AH/W004984/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 44万
  • 项目类别:
    Research Grant
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