[07-2014] Виртуальная реальность приходит на помощь обучению

[Admin]

Виртуальная реальность приходит на помощь обучению

П.В. ПОЧТЕННОВ, директор Центра 30-решений компании КРОК

Что может быть общего у ЗЭ-технологий с обучением железнодорожников и конструированием элементов техники? Ответ лежит на поверхности... средств виртуальной и дополненной реальности.

Трехмерное проектирование объектов в железнодорожной практике — уже не новость. С помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) с функциями создания 30-моделей (такие решения предлагают программы КОМПАС-ЗЭ, AutoCAD, Autodesk Inventor, 3ds Max, Solidworks) по всему миру разрабатывают промышленные объекты и сооружения, включая железные дороги общего назначения, а также метрополитен и скоростные магистрали.

Между тем, указанные решения имеют недостаток, который не позволяет в полной мере визуализировать элементы конструкций и выявить возможные ошибки в макете. Речь идет об отсутствии интерактивного механизма в подобных системах.

Но решение проблемы уже найдено. Такие производители как EON Reality предлагают заказчикам, в том числе компаниям железнодорожного транспорта, широкий класс систем для 30-визуализации объектов. Для того чтобы шире проинформировать об их возможностях, 2 апреля 2014 г. компания КРОК открыла первый в России центр ЗО-решений, который пользуется большой популярностью среди заказчиков. Ежедневно мы принимаем несколько групп посетителей, желающих увидеть ЗО-системы в действии.

В центре сегодня предоставлено 10 классов оборудования EON Reality с предустановленным специальным программным обеспечением. Данные системы виртуальной реальности отличает наглядность демонстрируемых проектов, возможность быстрого внесения изменений, интерактивность содержания, что может быть полезно как при самом проектировании, так и при обучении персонала действиям при нештатных ситуациях. Рассмотрим чуть подробнее основные аспекты применения ЗО-технологий в железнодорожной сфере и их преимущества для заказчика.

ОТ ОБОСНОВАНИЯ ИДЕИ ДО ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ - ВСЕ ЭТАПЫ В 3D

Проектирование деталей сложных конструкций, например, подвижного состава, часто требует создания макетов в масштабе 1:1. Они наглядны, но одновременно с этим дороги в производстве, их сложно транспортировать. Кроме того, быстро внести изменения в такой макет просто невозможно. Так было раньше.. Сегодня же проектирование можно вывести на качественно новый уровень, рассматривая детали двигателей или тормозного оборудования буквально под разными углами.

Уже на первых этапах разработки использование ЗО-решения становится оправданным. Трехмерные технологии помогают обосновать инвестиции, если мы говорим о подготовке совершенно новой продукции или привлечении внимания к конкретным методам развития железнодорожной инфраструктуры. Ведь, как правило, есть всего две-три минуты на презентацию бизнес-идеи, чтобы доказать ее жизнеспособность. С помощью систем виртуальной реальности это можно сделать проще и более эффектно.

На следующем этапе — непосредственно проектирования объекта — решения виртуальной реальности позволяют быстрее обнаруживать ошибки. Выявить их с первого взгляда традиционная схема или чертеж часто просто не позволяет. А с помощью 3D мы организуем процесс создания макета таким образом, что одновременно снижаем риски и уменьшаем время на исправление ошибок.

Помимо этого, создание трехмерных интерактивных макетов имеет экономиче-
ское обоснование. Разработка виртуальной модели производится всего один раз, в дальнейшем она клонируется программным методом для использования в дочерних компаниях или филиалах организации. Это не требует дополнительных затрат на создание еще одного макета, его перевозку и хранение.

ЗО-технологии приобретают большое значение для обучения персонала эксплуатации подвижного состава, другой железнодорожной техники и устройств. Например, с помощью 3D можно демонстрировать работникам пошагово весь процесс обслуживания, ремонта и демонтажа узлов. Некоторые зарубежные промышленные компании готовят такой интерактивный курс для своих инженеров, чтобы сократить затраты на преподавателей.

К тому же, за счет эффекта полного погружения ощутимо повышается запоминаемость материала. По некоторым оценкам, она может увеличиваться на 80%. В результате мы убиваем двух зайцев — снижаем затраты на обучение (наши зарубежные партнеры утверждают, что экономия может доходить до нескольких миллионов долларов) и получаем более квалифицированный персонал. Особенно полезны такие интерактивные тренинги в 3D при изучении особенностей потоковой сборки оборудования различных модификаций.

Безопасность на транспорте также можно отрабатывать с помощью 3D. Определенно, это лучший способ объяснить порядок действий, нежели использовать скучные методички или проводить с каждой группой сотрудников отдельные лекции. Трехмерное пространство дает нам возможность в игровой форме отточить навыки, как если бы человек действительно оказался на месте, например, аварии. Для лучшего понимания, что нужно предпринимать работникам во время чрезвычайных ситуаций, можно визуализировать не только их последствия, но и результаты правильных и неправильных реакций. Эффект присутствия достигается за счет имитации на экранах законов физики, природных явлений, техногенных явлений: течения жидкости, пожара, дыма, взрыва, столкновения поездов и т.д.

УНИКАЛЬНЫЙ ЦЕНТР И НЕ МЕНЕЕ УНИКАЛЬНАЯ ШКОЛА ЗО-РЕШЕНИЙ

Наш центр не имеет аналогов в стране. Во-первых, это первый российский центр, созданный вместе с компанией EON Reality — лидером по разработке программного обеспечения (ПО) для управления интерактивным трехмерным контентом, а также приложений виртуальной реальности. Это ПО поддерживает более сотни готовых функций, а потому оно просто в использовании и экономично — на создание интерактивных приложений уходит меньше времени и ресурсов.

Во-вторых, мы пока единственная компания в стране, которая оказывает весь спектр услуг в области ЗЭ-проектирования: от обучения подобному проектированию до внедрения и интеграции 30-систем, разработки сценариев для различных отраслей. Центр ЗО-решений включает в себя демонстрационную зону, в которой посетители могут увидеть вживую наиболее полную линейку EON Reality, лабораторию — нашу исследовательскую структуру, в которой инженеры КРОК разрабатывают специализированный контент, и школу 30-решений. О ней стоит рассказать более подробно.

Только начав анализировать рынок трехмерных интерактивных технологий, мы столкнулись с тем, что в России попросту нет специалистов, которые могли бы их внедрять. Потому мы решили инвестировать в создание школы разработчиков, сейчас она насчитывает 25 студентов. Обучение возможно как на коммерческой, так и на бесплатной основе.

В первом случае мы предлагаем заказчикам, собирающимся внедрять у себя ЗО-технологии, отправить в нашу школу перспективных сотрудников. Это позволит решить проблему поддержки, ввода нового функционала в модели, их разработки с нуля. КРОК, конечно же, готов взять эти задачи на себя, но в ряде случаев заказчику интереснее обучить свой персонал.

Во втором случае мы сами оплачиваем учебу талантливым инженерам, если они хорошо проявляют себя во время вступительных испытаний и обладают навыками работы с распространенными системами визуализации. Для таких вчерашних студентов это хороший шанс трудоустроиться. По итогам обучения они могут заняться разработкой 30-моделей уже в штате КРОК.

Практически все лекции в школе ведутся на английском языке представителями EON Reality из Великобритании и Сингапура. Это практики, занимающиеся уже много лет внедрением ЗО-систем. Для
того чтобы адаптировать знания под российскую специфику, мы также привлекли профессорско-преподавательский состав Московского государственного университета путей сообщения. Вместе с ним ведем пилотные проекты по подготовке интерактивного контента для вузов.

Курс обучения в школе 30-решений длится 10 месяцев, он включает в себя теоретическую и практическую части. В рамках практических занятий студенты моделируют сложные инженерные и промышленные объекты, высокотехнологичные устройства (например, двигатели), биосистемы, включающие строение человеческого тела.

Уже на этом этапе студенты учатся делать модели анимированными, интерактивными, с максимальной детализацией для различных отраслей: промышленности, транспорта, сферы развлечений, медицины и приборостроения. Для специалистов заказчиков мы организуем краткосрочные курсы продолжительностью от одной недели (весь срок обучения зависит от квалификации сотрудников заказчика).

Первых специалистов школа ЗО-решений КРОК выпустит уже этим летом. Это будут первые в нашей стране специалисты с уникальной компетенцией в области разработки ЗО-решений. А в следующем учебном году мы планируем увеличить численность студентов до 50 человек.

ОБОРУДОВАНИЕ ЦЕНТРА ЗО-РЕШЕНИЙ КРОК ЗЭ-куб (EONIcube, рис. 1)

ЗО-куб — конструкция, нахождение внутри которой создает эффект полного погружения в виртуальную реальность и дает пользователю возможность взаимодействовать с ЗО-объектами. В стандартной конфигурации конструкция может состоять из трех-шести стен прозрачного полимерного материала и системы обратной проекции для каждой из них (изображение падает на поверхность не напрямую, а изнутри).
Максимальная приближенность к реальности достигается при использовании решения совместно с системой отслеживания движений и интерактивными устройствами виртуальной реальности. Надевая очки, пользователь оказывается в виртуальной ЗО-среде и может изучать и взаимодействовать с объектами при помощи джойстика или специальных перчаток. Мобильный 3D-Ky6 (EON Icube Mobile)

Данное решение может использоваться на выездных мероприятиях благодаря упрощенной конструкции, позволяющей оперативно собирать и разбирать систему (все оборудование может быть собрано в течение 8 ч). В отличие от стационарного ЗО-куба, мобильный ЗО-куб имеет в стандартной конфигурации от трех до четырех стен. Для создания эффекта полного погружения используется система прямой проекции изображения.

Проекционная голографическая ЗО-система (EON Holographic I, рис. 2)

Эта система разработана специально для коллективного использования. Она применяется для визуализации ЗО-объектов и создает ощущение парящего в воздухе трехмерного изображения. Такой необычный эффект достигается путём применения ЗО-проектора в сочетании с выпуклым прозрачным экраном. Система голографического проецирования проста в использовании и может применяться для наглядной демонстрации проектных решений, а также проведения виртуальных экскурсий и презентаций.
В частности, можно дистанционно оганизовывать экскурсии по достопримечательностям городов, например экскурсии по Минску https://travelagency.by/ekskursii/ekskursii-po-minsku/.


Система отображения 3D без очков (EON Artificial I)

Решение позволяет пользователям без специальных очков видеть перед собой интерактивные ЗО-объекты, которые словно выступают за границы экрана. Система представляет собой ЗО-дисплей с интегрированным программным обеспечением для создания и управления ЗО-моделями и презентациями в режиме реального времени.

Интерактивная 30-система

для коллективного использования (EON Concave, рис. 3)

Система визуализирует и позволяет создавать объекты виртуальной реальности, взаимодействовать с которыми пользователи могут с помощью специальных джойстиков. Благодаря применению технологии прямого проецирования и сшивки изображения (соединение в единую бесшовную картину) решение позволяет создать на огромном вогнутом панорамном экране реалистичную картинку и добиться эффекта полного погружения в виртуальную среду.

Система взаимодействия с ЗО-объектами без манипуляторов (EON Interact 65)

Решение с помощью датчиков фиксирует движения пользователя и позволяет без использования специальных манипуляторов взаимодействовать с трехмерными объектами, управлять ими с помощью движений и жестов.

Персональная система разработки и визуализации ЗО-контента (EON Idesk)

Это полноценное настольное решение для отображения ЗР-контента с эффектом погружения в виртуальную реальность. Система в режиме реального времени отслеживает действия пользователя с помощью специальных датчиков (это позволяет автоматически подстраивать изображение под конкретного человека) и может отображать несколько отдельных ЗР-объектов или единую виртуальную среду.

Решение может быть использовано для сопровождения маркетинговых и рекламных кампаний, проведения виртуальных экскурсий и производственного обучения. Благодаря добавлению в образовательный процесс элементов игры и интерактивного общения система позволяет значительно повысить качество и усвояемость получаемых знаний, ускорить процесс обучения.

Мобильная система разработки и визуализации ЗО-контента (EON Ibenchmobile, рис. 4)

Система позволяет взаимодействовать с ярким 24-дюймовым стереоскопическим планшетом высокой четкости, который отслеживает действия пользователя и может отображать отдельные реалистичные 30-объекты или единую виртуальную среду. По своим возможностям и качеству изображения решение не уступает стационарной системе разработки и визуализации EON Idesk, но обладает меньшими габаритами, а значит, отлично подходит для выездных мероприятий и презентаций.

Интерактивная проекционная ЗО-система

(EON Icatcher mini active, рис. 5)

Это мобильное и простое в использовании средство работы с ЗР-изображениями. Оно дает возможность в режиме реального времени взаимодействовать с 30-объектами, которые проецируются на один или несколько экранов и могут образовывать как совокупность отдельных объектов, так и единую виртуальную среду.

Система позволяет наглядно демонстрировать объекты уже на этапе их проектирования, проводить виртуальные экскурсии, интерактивные обучающие занятия и презентации, а также визуализировать научные данные и разработки.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin