Evaluando los beneficios y desventajas de visualizar diagramas del Lenguaje de Modelado de Sistemas (SysML) en un entorno de realidad virtual 3D
Autores: Lutfi, Mostafa; Valerdi, Ricardo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Evaluando los beneficios y desventajas de visualizar diagramas del Lenguaje de Modelado de Sistemas (SysML) en un entorno de realidad virtual 3D
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Ingeniería de sistemas basada en modelos
Sysml
Realidad virtual
Revisiones de diseño inmersivas
Diagramas sysml en 2d
Entorno de vr
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
La Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos (MBSE) prioriza el diseño del sistema a través de modelos en lugar de documentos, y se implementa con el Lenguaje de Modelado de Sistemas (SysML), que es el lenguaje más avanzado en la academia y la industria. La Realidad Virtual (VR), una tecnología de visualización inmersiva, puede simular la realidad en entornos virtuales con diferentes grados de fidelidad. En los últimos años, la industria tecnológica ha invertido sustancialmente en el desarrollo de pantallas montadas en la cabeza (HMD) y tecnologías relacionadas con la realidad virtual (VR). Varias investigaciones han sugerido que las revisiones de diseño inmersivas basadas en VR mejoran la identificación de problemas/fallos del sistema, la colaboración, el enfoque y la presencia en comparación con enfoques no inmersivos. Además, varios esfuerzos de investigación han demostrado que el entorno de VR proporciona niveles más altos de comprensión y retención del conocimiento que los enfoques tradicionales. En los últimos años, se han realizado múltiples intentos para visualizar diagramas convencionales de SysML en un entorno de realidad virtual. Hasta donde sabe el autor, no se ha realizado ninguna evaluación empírica para analizar los beneficios y desventajas de visualizar diagramas de SysML en un entorno de VR. Por lo tanto, los autores se propusieron evaluar cuatro tipos clave de beneficios y desventajas a través de experimentos con sujetos humanos. Los autores eligieron cuatro tipos de beneficios: Comprensión de Sistemas, Compartición de Información, Modelado y Experiencia de Capacitación, y Gemelo Digital, basándose en la revisión de valor y beneficios de MBSE realizada por investigadores y beneficios reclamados por las evaluaciones de lenguajes de formalismo visual similares. Se llevaron a cabo experimentos para comparar la comprensión, interacción y retención del conocimiento para diagramas de SysML en 3D VR y diagramas convencionales en 2D. Los autores eligieron un sistema de telescopio terrestre como el sistema de interés (SOI) para el modelado del sistema. Los autores utilizaron una unidad HMD inalámbrica independiente para una experiencia de realidad virtual, lo que permitió realizar experimentos independientemente de la ubicación. Estudiantes y expertos de múltiples disciplinas, incluida la ingeniería de sistemas, participaron en el experimento y proporcionaron sus opiniones sobre la implementación de SysML en VR. Se analizaron la prueba de conocimiento, los resultados de evaluación percibidos y las encuestas posteriores a la finalización para determinar si la implementación de SysML en 3D VR mejoró estos beneficios e identificó posibles desventajas. Los autores utilizaron algunas medidas de eficacia de escenarios de VR, a saber, el Cuestionario de Enfermedad por Simulación (SSQ) y la Escala de Usabilidad del Sistema (SUS), para evitar anomalías relacionadas con el diseño de la evaluación.
Descripción
La Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos (MBSE) prioriza el diseño del sistema a través de modelos en lugar de documentos, y se implementa con el Lenguaje de Modelado de Sistemas (SysML), que es el lenguaje más avanzado en la academia y la industria. La Realidad Virtual (VR), una tecnología de visualización inmersiva, puede simular la realidad en entornos virtuales con diferentes grados de fidelidad. En los últimos años, la industria tecnológica ha invertido sustancialmente en el desarrollo de pantallas montadas en la cabeza (HMD) y tecnologías relacionadas con la realidad virtual (VR). Varias investigaciones han sugerido que las revisiones de diseño inmersivas basadas en VR mejoran la identificación de problemas/fallos del sistema, la colaboración, el enfoque y la presencia en comparación con enfoques no inmersivos. Además, varios esfuerzos de investigación han demostrado que el entorno de VR proporciona niveles más altos de comprensión y retención del conocimiento que los enfoques tradicionales. En los últimos años, se han realizado múltiples intentos para visualizar diagramas convencionales de SysML en un entorno de realidad virtual. Hasta donde sabe el autor, no se ha realizado ninguna evaluación empírica para analizar los beneficios y desventajas de visualizar diagramas de SysML en un entorno de VR. Por lo tanto, los autores se propusieron evaluar cuatro tipos clave de beneficios y desventajas a través de experimentos con sujetos humanos. Los autores eligieron cuatro tipos de beneficios: Comprensión de Sistemas, Compartición de Información, Modelado y Experiencia de Capacitación, y Gemelo Digital, basándose en la revisión de valor y beneficios de MBSE realizada por investigadores y beneficios reclamados por las evaluaciones de lenguajes de formalismo visual similares. Se llevaron a cabo experimentos para comparar la comprensión, interacción y retención del conocimiento para diagramas de SysML en 3D VR y diagramas convencionales en 2D. Los autores eligieron un sistema de telescopio terrestre como el sistema de interés (SOI) para el modelado del sistema. Los autores utilizaron una unidad HMD inalámbrica independiente para una experiencia de realidad virtual, lo que permitió realizar experimentos independientemente de la ubicación. Estudiantes y expertos de múltiples disciplinas, incluida la ingeniería de sistemas, participaron en el experimento y proporcionaron sus opiniones sobre la implementación de SysML en VR. Se analizaron la prueba de conocimiento, los resultados de evaluación percibidos y las encuestas posteriores a la finalización para determinar si la implementación de SysML en 3D VR mejoró estos beneficios e identificó posibles desventajas. Los autores utilizaron algunas medidas de eficacia de escenarios de VR, a saber, el Cuestionario de Enfermedad por Simulación (SSQ) y la Escala de Usabilidad del Sistema (SUS), para evitar anomalías relacionadas con el diseño de la evaluación.