Estudio y mejora de aplicaciones de realidad virtual, mediante técnicas de diseño. Evolución hacia la industria 5.0.

[ES] La tesis analiza la aplicación de tecnologías inmersivas emergentes -Realidad Virtual (RV), Metaverso (MV) y Gemelos Digitales (GD)- y su optimización mediante técnicas de diseño, en el contexto de la Industria 5.0. Esta nueva etapa industrial se caracteriza por su enfoque centrado en el ser hu...

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Detalhes bibliográficos
Autor: Jover-Peris, Vicente|||0009-0004-9546-1113
Formato: tesis doctoral
Fecha de publicación:2025
País:España
Recursos:Universitat Politècnica de València (UPV)
Repositorio:RiuNet. Repositorio Institucional de la Universitat Politécnica de Valéncia
Idioma:español
OAI Identifier:oai:riunet.upv.es:10251/231403
Acesso em linha:https://riunet.upv.es/handle/10251/231403
Access Level:acceso abierto
Palavra-chave:Metaverso
Realidad virtual
Gemelos digitales
04.- Garantizar una educación de calidad inclusiva y equitativa, y promover las oportunidades de aprendizaje permanente para todos
08.- Fomentar el crecimiento económico sostenido, inclusivo y sostenible, el empleo pleno y productivo, y el trabajo decente para todos
09.- Desarrollar infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible, y fomentar la innovación
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Sempere Ripoll, Silvia
Departamento de Dibujo
Departamento de Ingeniería Gráfica
Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales
 Instituto Universitario de Investigación de Tecnología de los Materiales de la UPV
Escuela Politécnica Superior de Alcoy
Repositorio Institucional de la Universitat Politècnica de València Riunet
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description [ES] La tesis analiza la aplicación de tecnologías inmersivas emergentes -Realidad Virtual (RV), Metaverso (MV) y Gemelos Digitales (GD)- y su optimización mediante técnicas de diseño, en el contexto de la Industria 5.0. Esta nueva etapa industrial se caracteriza por su enfoque centrado en el ser humano, la integración avanzada de inteligencia artificial y la búsqueda de sostenibilidad, personalización y colaboración entre personas y máquinas. A través de una metodología basada en estudios de caso, simulaciones tridimensionales y entornos virtuales interactivos, se contrastan cuatro hipótesis relativas a la mejora de la experiencia de usuario (UX), la eficiencia logística, la democratización cultural y la virtualización de espacios expositivos y feriales. Los resultados demuestran que el diseño centrado en el usuario mejora significativamente la inmersión, la navegación y la interacción en entornos virtuales. Se confirma que los principios del diseño tradicional siguen siendo válidos al adaptarse a la virtualidad, y que se enriquecen con estrategias de diseño UX y de videojuegos. En el ámbito cultural, la implementación del MV y los GD permite transformar los museos en espacios accesibles y participativos, eliminando barreras físicas y promoviendo nuevas formas de relación entre usuario y obra basadas en la interactividad y la experiencia sensorial. En el ámbito industrial, los experimentos con stands virtuales en ferias textiles muestran reducciones sustanciales en costes de montaje, transporte y producción. La utilización del *Spatial Creator Toolkit v1.60* ha posibilitado reproducir fielmente entornos tridimensionales y mejorar la simulación de materiales, consolidando la RV y los GD como herramientas eficaces para una producción sostenible y eficiente, acorde con los principios de la Industria 5.0. Además, se evidencia el potencial de estas tecnologías para la realización de eventos virtuales y conmemorativos, fomentando formas innovadoras de interacción social y memoria colectiva mediante entornos simbólicos inmersivos. En todos los casos, la incorporación de métricas objetivas ¿como el *eye-tracking*, la codificación facial (FACS) y el seguimiento háptico¿ ofrece evaluaciones emocionales más precisas que los tradicionales cuestionarios subjetivos. En conjunto, la investigación plantea un cambio de paradigma en la presentación de productos y la transmisión de conocimiento, con aplicaciones que abarcan desde el ámbito cultural hasta sectores industriales como el mobiliario, la cerámica o la formación técnica. La tesis concluye que la convergencia entre tecnología inmersiva, diseño y experiencia de usuario constituye la base para desarrollar entornos digitales sostenibles, inclusivos y emocionalmente enriquecedores, donde se diluyen las fronteras entre lo físico y lo virtual, redefiniendo la relación del ser humano con su entorno productivo, cultural y cognitivo.
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Esta nueva etapa industrial se caracteriza por su enfoque centrado en el ser humano, la integración avanzada de inteligencia artificial y la búsqueda de sostenibilidad, personalización y colaboración entre personas y máquinas. A través de una metodología basada en estudios de caso, simulaciones tridimensionales y entornos virtuales interactivos, se contrastan cuatro hipótesis relativas a la mejora de la experiencia de usuario (UX), la eficiencia logística, la democratización cultural y la virtualización de espacios expositivos y feriales. Los resultados demuestran que el diseño centrado en el usuario mejora significativamente la inmersión, la navegación y la interacción en entornos virtuales. Se confirma que los principios del diseño tradicional siguen siendo válidos al adaptarse a la virtualidad, y que se enriquecen con estrategias de diseño UX y de videojuegos. En el ámbito cultural, la implementación del MV y los GD permite transformar los museos en espacios accesibles y participativos, eliminando barreras físicas y promoviendo nuevas formas de relación entre usuario y obra basadas en la interactividad y la experiencia sensorial. En el ámbito industrial, los experimentos con stands virtuales en ferias textiles muestran reducciones sustanciales en costes de montaje, transporte y producción. La utilización del *Spatial Creator Toolkit v1.60* ha posibilitado reproducir fielmente entornos tridimensionales y mejorar la simulación de materiales, consolidando la RV y los GD como herramientas eficaces para una producción sostenible y eficiente, acorde con los principios de la Industria 5.0. Además, se evidencia el potencial de estas tecnologías para la realización de eventos virtuales y conmemorativos, fomentando formas innovadoras de interacción social y memoria colectiva mediante entornos simbólicos inmersivos. En todos los casos, la incorporación de métricas objetivas ¿como el *eye-tracking*, la codificación facial (FACS) y el seguimiento háptico¿ ofrece evaluaciones emocionales más precisas que los tradicionales cuestionarios subjetivos. En conjunto, la investigación plantea un cambio de paradigma en la presentación de productos y la transmisión de conocimiento, con aplicaciones que abarcan desde el ámbito cultural hasta sectores industriales como el mobiliario, la cerámica o la formación técnica. La tesis concluye que la convergencia entre tecnología inmersiva, diseño y experiencia de usuario constituye la base para desarrollar entornos digitales sostenibles, inclusivos y emocionalmente enriquecedores, donde se diluyen las fronteras entre lo físico y lo virtual, redefiniendo la relación del ser humano con su entorno productivo, cultural y cognitivo.[CA] La tesi analitza l'aplicació de tecnologies immersives emergents -Realitat Virtual (RV), Metavers (MV) i Bessons Digitals (BD)- i la seua optimització mitjançant tècniques de disseny, en el context de la Indústria 5.0. Aquesta nova etapa industrial es caracteritza per un enfocament centrat en la persona, la integració avançada d'intel·ligència artificial i la recerca de la sostenibilitat, la personalització i la col·laboració entre humans i màquines. A través d'una metodologia basada en estudis de cas, simulacions tridimensionals i entorns virtuals interactius, es contrasten quatre hipòtesis relatives a la millora de l'experiència d'usuari (UX), l'eficiència logística, la democratització cultural i la virtualització d'espais expositius i firals. Els resultats demostren que el disseny centrat en l'usuari millora de manera significativa la immersió, la navegació i la interacció en entorns virtuals. Es confirma que els principis del disseny tradicional continuen sent vàlids quan s'adapten a la virtualitat, i que s'enriqueixen amb estratègies de disseny UX i de videojocs. En l'àmbit cultural, la implementació del MV i dels BD permet transformar els museus en espais accessibles i participatius, eliminant barreres físiques i promovent noves formes de relació entre l'usuari i l'obra basades en la interactivitat i l'experiència sensorial. En l'àmbit industrial, els experiments amb estands virtuals en fires tèxtils mostren reduccions substancials en els costos de muntatge, transport i producció. L'ús de l'*Spatial Creator Toolkit v1.60* ha possibilitat reproduir fidelment entorns tridimensionals i millorar la simulació de materials, consolidant la RV i els BD com a eines eficaces per a una producció sostenible i eficient, d'acord amb els principis de la Indústria 5.0. A més, es posa en relleu el potencial d'aquestes tecnologies per a la realització d'esdeveniments virtuals i commemoratius, fomentant formes innovadores d'interacció social i de memòria col·lectiva mitjançant entorns simbòlics immersius. En tots els casos, la incorporació de mètriques objectives ¿com el *eye-tracking*, la codificació facial (FACS) i el seguiment hàptic¿ ofereix avaluacions emocionals més precises que els tradicionals qüestionaris subjectius. En conjunt, la investigació planteja un canvi de paradigma en la presentació de productes i la transmissió del coneixement, amb aplicacions que abasten des de l'àmbit cultural fins a sectors industrials com el mobiliari, la ceràmica o la formació tècnica. La tesi conclou que la convergència entre tecnologia immersiva, disseny i experiència d'usuari constitueix la base per a desenvolupar entorns digitals sostenibles, inclusius i emocionalment enriquidors, on es dilueixen les fronteres entre allò físic i allò virtual, redefinint la relació de l'ésser humà amb el seu entorn productiu, cultural i cognitiu.[EN] The thesis analyzes the application of emerging immersive technologies -Virtual Reality (VR), Metaverse (MV), and Digital Twins (DT)- and their optimization through design techniques within the context of Industry 5.0. This new industrial stage is characterized by a human-centered approach, the advanced integration of artificial intelligence, and the pursuit of sustainability, personalization, and collaboration between humans and machines. Using a methodology based on case studies, three-dimensional simulations, and interactive virtual environments, four main hypotheses are tested concerning the improvement of user experience (UX), logistical efficiency, cultural democratization, and the virtualization of exhibition and trade fair spaces. The results show that user-centered design significantly enhances immersion, navigation, and interaction in virtual environments. The findings confirm that traditional design principles remain valid when adapted to virtual contexts and are enriched by UX and game design strategies. In the cultural field, the implementation of MV and DT enables the transformation of museums into accessible and participatory spaces, removing physical barriers and promoting new forms of relationship between users and artworks based on interactivity and sensory experience. In the industrial domain, experiments with virtual stands at textile trade fairs reveal substantial reductions in setup, transportation, and production costs. The use of the *Spatial Creator Toolkit v1.60* has allowed faithful reproduction of three-dimensional environments while improving material simulation, consolidating VR and DT as effective tools for sustainable and efficient production aligned with Industry 5.0 principles. Moreover, the potential of these technologies for virtual and commemorative events is highlighted, fostering innovative forms of social interaction and collective memory through symbolic immersive environments. In all cases, the integration of objective metrics ¿such as eye-tracking, facial action coding (FACS), and haptic tracking¿ provides more accurate emotional assessments than traditional subjective self-report questionnaires. Overall, the research presents a paradigm shift in product presentation and knowledge transmission, with applications ranging from cultural institutions to industrial sectors such as furniture, ceramics, and technical training. The thesis concludes that the convergence of immersive technology, design, and user experience is essential for developing sustainable, inclusive, and emotionally enriching digital environments, where the boundaries between the physical and virtual dissolve, redefining the human relationship with the productive, cultural, and cognitive environment.Universitat Politècnica de ValènciaFerrándiz Bou, SantiagoSempere Ripoll, SilviaDepartamento de DibujoDepartamento de Ingeniería GráficaDepartamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales Instituto Universitario de Investigación de Tecnología de los Materiales de la UPVEscuela Politécnica Superior de AlcoyRepositorio Institucional de la Universitat Politècnica de València Riunet20262026-01-0720252025-12-01doctoral thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06AMhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aainfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttps://riunet.upv.es/handle/10251/231403reponame:RiuNet. Repositorio Institucional de la Universitat Politécnica de Valénciainstname:Universitat Politècnica de València (UPV)Españolspaopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Reserva de todos los derechoshttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:riunet.upv.es:10251/2314032026-06-13T07:49:27Z
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