Travancore Analytics：VR でフォークリフトトレーニングを向上

Travancore Analytics と Virtual Forklift：Unity のケーススタディ

Travancore Analytics は、カスタムデジタルソリューションの開発において 15 年の実績を持つ大手ソフトウェア開発企業です。同社が Virtual Forklift（旧称：Forklift University）用に Unity の機能を活用して設計した没入型トレーニングプログラムは、以下で示されるように、重機オペレーターのトレーニング成果を大幅に改善することができます。

成果

• 受講者の関心と満足度が 20% 増加
• トレーニングの所要時間が 75％ 減少
• 年間の事故関連コストを大幅に削減

革新的なトレーニングプログラムがどのように開発されたかについて、以下で詳しく説明します。

最適なソリューションの模索

重機オペレーターのトレーニングでは、安全性とリスクの軽減が最重要課題となります。アメリカに拠点を置く Virtual Forklift は、フォークリフトと高所作業車の適切な使用に関するトレーニングの提供を専門とする企業です。Virtual Forklift は、より優れた成果を追求する中で、より安全で効率的なトレーニングアプローチの必要性に気付きました。

従来のフォークリフトのトレーニングは、通常、実環境での機械の使用を伴うため、受講者とインストラクターの両者に重大な安全リスクをもたらす可能性があります。トレーニングセッション中に、経験の浅いオペレーターがフォークリフトを操作すると、事故が起こりやすく、負傷、物損事故、業務中断につながることがあります。さらに、高価なフォークリフトの機械が損傷すると、大きな経済的損失を引き起こします。これらの事故は、物理的な環境で実際の機器を使用する従来のトレーニング方法に伴う多くのリスクを浮き彫りにしています。

Virtual Forklift は当初、サードパーティ製のバーチャルトレーニングソリューションを導入したものの、すぐに自社のニーズに合わないことが分かりました。このソリューションでは、著しいエイリアシングや、ギザギザのエッジ、ピクセル化、ぼやけたテクスチャ、一貫性のないレンダリングなど、グラフィック品質に関する問題が目立ち、荒く現実味のないビジュアルが、受講者の体験に悪影響を与えていました。

他にもパフォーマンスの問題があり、フレームレート（fps）の低下による乗り物酔いの懸念もありました。全体的に、アプリケーションの複雑さが足枷となり、ユーザー体験に配慮したトレーニングを提供することが難しい状況でした。

Travancore Analytics によるカスタム VR トレーニング

より優れたソリューションの必要性を認識した Virtual Forklift は、自社の特定のニーズを満たす特注のフォークリフトトレーニングアプリケーションの開発を委託しました。同社は、Unity に精通したエクステンデッドリアリティ（XR）専門チームを擁する Travancore Analytics との提携を決めました。

Travancore Analytics は、HTC Vive ヘッドセット用の包括的なフォークリフトソリューションを開発し、以前のアプリケーションの欠点を解消するとともに、トレーニング体験を向上させるための機能も追加しました。

新たなソリューションでは、受講者は各自のスキルレベルに合ったさまざまなフォークリフト運転シナリオでトレーニングを受けることができ、積極的かつ効果的な学習が保証されます。さらに、このアプリケーションには、管理者、インストラクター、受講者が施設、ユーザー権限、受講者データを簡単に管理できる使いやすいポータル機能があり、トレーニングプロセスを合理化しています。

VR フォークリフトシミュレーターでは、インストラクターと受講者が一緒に同じ倉庫空間内で顔を合わせることができます。このソリューションは、リアルタイムでの共同作業を促進し、複数のユーザーが同じセッション中にプラットフォームに参加できる機能と相まって、ダイナミックなトレーニング環境を実現しています。また、音声チャット機能やプレゼンテーション共有オプションなどの追加機能により、トレーニング体験はさらに向上します。

Travancore Analytics が開発した Virtual Forklift のフォークリフト運転者トレーニングプログラムの詳細をご確認いただけます。

主な Unity の機能

この高度なトレーニングソリューションにより、インストラクターと受講者は仮想の倉庫空間内でリアルタイムに共同作業を行うことができます。本ソリューションの開発にあたり、Travancore Analytics は以下の Unity の機能を活用しました。

• HD レンダーパイプライン（HDRP）テンプレートにより、フォークリフトソリューションのシミュレーターの品質が全体的に向上し、ビジュアルが強化されたことで、より魅力的なユーザー体験を実現することができました。開発チームは、ユーザーが実際の倉庫環境で作業しているような感覚を味わえるよう、リアルタイムライティングを使用しました。さらに、以下の要素を組み込みました。
• ライティングエフェクトのリアリズムを向上させるために、ボリュメトリックライティングを使用。
• ビジュアルエフェクトを最適化するために、Shader Graph の頂点アニメーションを使用。
• 倉庫空間の床のマーキングなど、複雑なディテールを追加してフォークリフトのシーンを向上するために、デカールレンダー を使用。これには、駐車スペースやパレット配置ライン、床のマーキング、カスタムブランドステッカーなど、倉庫レイアウト要素のプロシージャル生成が含まれ、実行時の新たなテクスチャリングを必要としません。
• 新しい Input System により、フォークリフトのトレーニングソリューション用に個別に設計されたカスタム 3D モデルコントローラーのシームレスな統合と操作が可能になりました。
• NavMesh AI は、スムーズなナビゲーション体験を実現する上で、重要な役割を果たしました。これにより、パレットの配置、パレットの回収、フォークリフト駐車用のナビゲーションルートの提供といった機能が最適化されました。さらに NavMesh は、歩行者を NPC（ノンプレイヤーキャラクター）として扱い、倉庫環境内で歩行者のナビゲーションを調整する上で重要な役割を果たしました。これは、歩行者のシームレスな移動と相互作用を実現し、シミュレーション環境の全体的なリアリズムの向上に貢献しました。
• フォークリフトに関しては、サスペンションの力学、重心計算、三角形の安定性の物理演算といった重要な要素に基づくリアルタイム物理シミュレーションが実装されました。これにより、フォークリフトの動作をリアルかつ正確に再現することができました。
• Profiler および Frame debugger ツールを使用してパフォーマンスを最適化し、高いレンダリング負荷の原因となっていたレンダリングの問題を特定しました。これらのツールにより、チームは問題のあるエリアを正確に特定し、効率的に対処することができました。
• VR 環境内の大量のアセットを効率的に管理できるよう、Addressables が実装されました。この合理化されたアプローチにより、リソースの整理とアクセスが容易になりました。
• AssetBundles を使用して、フォークリフトのフォーク機能をダウンロードコンテンツ（DLC）形式で拡張できるようにしました。このアプローチにより、ユーザーは必要に応じて個別のダウンロードオプションを選択し、体験をカスタマイズできるようになりました。さらに、AssetBundles は、新しいモジュールへのシームレスなアップデートを容易にし、ソリューションを常に最新の状態に保ち、変化するニーズに対応できるようにしました。

構想からデプロイまで

Unity の統合開発環境により、構想からデプロイまでの開発プロセス全体を合理化することができました。

また、Unity の堅牢なエコシステムにより、ソリューションの実現に必要なさまざまな機能を簡単に統合および最適化することができました。これには、視覚品質向上のための HDRP、カスタムビジュアルエフェクトのための Shader Graph、最適化されたナビゲーション体験のための NavMesh AI、リアルな物理シミュレーションのための NVIDIA PhysX といった高度な機能が含まれます。

既成のアセット、スクリプト、プラグインなど、幅広いリソースへのアクセスや、Unity コミュニティからの専門的な助言も、開発を加速し、課題をより迅速に克服するのに役立ちました。

Unity のクロスプラットフォームの互換性は、さまざまなデバイスへのシームレスな展開において重要な役割を果たしました。これにより、インストラクターと受講者は、各自で選択したプラットフォーム上でトレーニングプログラムを実施できるようになりました。

成果

現在のソリューションを導入する前から、Virtual Forklift は受講者にシームレスなトレーニング体験を提供しようと努力していました。Travancore Analytics チームは Unity の幅広い機能を活用して、従来のソリューションを凌ぐソリューションを開発し、以下を達成しました。

• 従来のトレーニング方法と比較して、受講者の参加率とエンゲージメントが 20% 増加しました。
• トレーニングの所要時間が短縮され、1 日がかりだったコースが 1〜2 時間で終わるようになり、大幅な効率化につながりました。
• トレーニング関連の事故とその関連コストが削減されました。
• 視覚的な品質が大幅に向上し、インターフェースのユーザビリティが向上しました。受講者はトレーニングモジュールに没入し、自分自身や会社の資産に与え得るリスクや損害を最小限に抑えながら、トレーニングを受講することができます。