Добірка наукової літератури з теми "Віртуальні симулятори"

Показано, що розвиток віртуального лабораторного практикуму відбувається в основному за двома напрямками – через так звані віртуальні симулятори (тренажери), які певним чином є імітацією експериментів, і д истанційно виконувані лабораторні роботи, які дають можливість студентові отримати реальні умови для виконання експериментальних завдань, набуття експериментальних умінь і мають перспективу використання в системах дистанційного навчання.

Розглянуто проблему використання технології віртуалізації імітаційних моделей технічних об’єктів управління (ОУ) при розробці керуючих програм для контролерних платформ (ПЛК) польового рівня промислової автоматизації. Пропонується узагальнена концепція віртуальних об’єктів автоматизації (ВОА), що дозволяє значно підвищити якість та швидкість розв’язання системними інтеграторами проектних рішень при розробці автоматизованих систем управління як у навчальному процесі так і у промисловій галузі. Структурними елементами ВОА є віртуальні технічні засоби автоматизації та віртуальна імітаційна модель ОУ. Розглянуто приклад впровадження концепції ВОА у навчально-методичній сфері технічного університету. У якості засобів розробки ВОА в лабораторному практикумі пропонується використовувати вільний програмний симулятор ПЛК та мову програмування BASIC. У якості розширення запропонованої концепції пропонується віртуалізувати розподілену систему управління, до складу якої входитимуть декілька відокремлених ВОА та один віртуальний контролер.

У статті висвітлено історичні аспекти досвіду використання імерсивних технологій у підготовці майбутніх військових у закладах вищої освіти України.Акцентовано, що на сьогодні імерсивні технології широко використовуються в усіх галузях, зокрема – військовій освіті. Констатовано, що аналіз наукового доробку вітчизняних науковців щодо використання імерсивних технологій у військовій підготовці засвідчив недостатню розробленість цієї проблеми, що підкреслило актуальність теми статті.Розкрито сутність понять «імерсивні технології», «віртуальна реальність», «доповнена реальність», «змішана реальність». Висвітлено континуум Мілграма «реальність – віртуальність», у якому віртуальна реальність виступає як середовище повного занурення у синтетичний світ із можливістю взаємодії. Окреслено історію використання у військовій сфері в Україні та за кордоном тренажерів і симуляторів. Наголошено на значенні та необхідності імерсивних технологій у підготовці військових фахівців, особливо щодо максимального наближення віртуальних умов до реальних, можливості імітації будь-які деталі, враховуючи фізику, створення нескінченної кількості сценаріїв та їх комбінацій. Подано інформацію про підприємства, які нині випускають повнофункціональні тренажери для військової сфери та окремі їх види для різних видів військової підготовки. Висвітлено досвід використання імерсивних тренажерів та симуляторів у Військовому інституті танкових військ Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут», у Харківському авіаційному університеті, Військовому інституті телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут. Наголошено, що використання імерсивних технологій у військовій освіті залишає певний відбиток на діяльності науково-педагогічних кадрів закладів вищої військової освіти. Зокрема, ключовим завданням військових фахівців, які забезпечують освітній процес, є адміністрування віртуального освітнього середовища.Зроблено висновок, що тренажери та симулятори із використанням імерсивних технологій містять величезний потенціал для системи підготовки військових України, адже здатні впливати на їхню свідомість та готувати майбутніх фахівців в умовах, максимально наближених до реальності, тим самим підвищуючи ефективність навчання.

В даній статті описано використання програмного забезпечення, яке використовують під час підготовки фахівців інженерних спеціальностей. На виробництві користуються симуляторами для підготовки висококваліфікованих фахівців, що, у свою чергу, зменшує витрати часу на впровадження нового або переналагодження вже існуючого обладнання. Віртуальний тренажер являє собою програмний комплекс, що дозволяє проводити фізичні досліди на комп'ютері без безпосереднього контакту з реальною лабораторною установкою або стендом. У віртуальних тренажерах динаміка процесів реалізується за допомогою комп'ютерної анімації - комплексу методів відображення будь-яких об'єктів в часі. Мультимедійна навчально-наукова лабораторія поєднує в собі імітаційну динамічну модель обладнання і програмну оболонку, що включає методичний супровід лабораторної установки. Динамічна модель формується з сукупності елементів управління, що дозволяють регулювати конкретні вхідні параметри і зчитувати вихідні параметри досвіду, тим самим імітуючи протікання фізичних процесів.

Мета роботи – оцінка ефективності застосування сучасних симуляційних та мультимедійних технологій у викладанні хірургічних хвороб і ендоскопічної хірургії студентам та курсантам післядипломної освіти. Основна частина. На кафедрі роботизованої і ендоскопічної хірургії Одеського національного медичного університету був впроваджений в рутинне використання комплекс для симуляційного навчання і трансляції з операційної. Можливості цих технологій були апробовані в ході занять зі студентами студентського наукового гуртка, на елективному циклі “Ендоскопічні втручання в медицині” та при проведенні тематичних удосконалень для лікарів “Основи лапароскопічної хірургії”. На прикладі опрацьованих практичних навичок була продемонстрована висока ефективність даного виду навчання. У процесі проведення занять значних труднощів у використанні як системи трансляції, так і відпрацювання навичок на віртуальних симуляторах і тренажерах не спостерігалося. Висновки. 1. Використання системи трансляції ендоскопічних операцій з двостороннім аудіозв’язком з аудиторією дозволяє поліпшити демонстративність при проведенні занять зі студентами. 2. Використання віртуальних симуляторів Simbionix і тренажерів SimuLab при проведенні післядипломних тематичних удосконалень і практичних занять зі студентами високоефективні в засвоєнні практичних навичок ендоскопічної хірургії. 3. Необхідно використовувати єдиний комплекс практичних навичок та теоретичної частини, що відповідає світовим стандартам.

У статті розглянуто особливості використання тренажерних комплексів на основі технології віртуальної реальності, які є ефективним засобом підвищення якості професійної підготовки майбутніх прикордонників. Виявлено, що у підрозділах силових відомств країн Європейського Союзу використання симуляційного навчання на основі технології віртуальної реальності підвищує мотивацію та сприяє трансформації результатів навчання в особистий досвід, активує мозок і викликає інтерес та підтримує позитивне ставлення до навчання. Правильно сплановані вправи на навчальних тренажерах на основі віртуальної реальності розвивають критичне мислення, здатність приймати рішення, впевненість у своїх силах та навички взаємодії. Встановлено, що інтеграція інформаційно-комунікаційних технологій і тренажерних комплексів в освітній процес відомчих закладів освіти вимагає високого рівня дидактичних та педагогічних компетентностей інструкторів і викладачів. Прикордонні відомства країн Європейського Союзу наразі активно впроваджують у підготовку свого персоналу тренажерні комплекси на основі віртуальної реальності, такі як: SymSG Border Tactics польського прикордонного відомства для вдосконалення тактики охорони кордону та контролю руху у пунктах пропуску; тренажер для підготовки прикордонників до перевірки документів на першій лінії контролю розроблений агенцією Frontex, який дозволяє проводити підготовку фахівців прикордонного контрою на основі розроблених кейсів; симулятор віртуальної реальності для відпрацювання службово-оперативних завдань у реальному часі силових відомств Фінляндії, спроєктований на основі віртуальної системи бойової підготовки “Virtual Battle Space”. З’ясовано, що професійна підготовка українських прикордонників для їх ефективних дій в рамках інтегрованого управління кордонами потребує впровадження інноваційного європейського досвіду силових відомств щодо впровадження віртуальних тренажерних комплексів у підготовку персоналу прикордонного відомства, що вимагає подальшого ґрунтовного дослідження окресленого напряму.

Анотація. У статті наведено досвід організації дистанційної освіти на кафедрі госпітальної хірургії Запорізького державного медичного університету з впровадженням новітніх технологій навчання по хірургічній спеціальності. Microsoft Teams – центр командної роботи в сервісі Microsoft Office 365. Тут інтегровано користувачів, вміст та інструменти, необхідні команді для ефективної роботи і взаємодії. Для студентів завантажені електронні матеріали для підготовки. Автоматичний підрахунок процента правильних відповідей нівелює суб’єктивність оцінювання. Інтерактивні відеоконференції у режимі реального часу дають можливість повноцінного усного опитування та розбору клінічних випадків з одночасною презентацією фото- та відеоматеріалів. На базі платформи edX ЗДМУ створено онлайн-курси за вибором, серед яких студент самостійно обирає той, що складає для нього найбільший інтерес. Для написання історії хвороби використовується віртуальний симулятор пацієнта Body Interact. Останній укомплектований різноманітними сценаріями з клініки та невідкладних станів. Внаслідок проведеного аналізу автори дійшли висновків, що розвиток інформаційних технологій розширює можливості як для самоосвіти студентів, так і для впровадження новітніх форм викладання в педагогічний процес. Успішна педагогіка та ефективна освіта мають бути інтерактивними. Обговорення є однією з найефективніших форм навчального процесу і, вірогідно, саме тому залишається незмінною складовою освіти. Анонімне анкетування та спільні круглі столи (в тому числі в онлайн-відеоформаті) викладачів та студентського активу щодо освітнього процесу є дієвим механізмом для гнучкого розвитку освіти й ефективного компромісу між існуючими карантинними обмеженнями та потребами студентства.

До арсеналу усіх ланок управління збройних сил провідних країн світу увійшов досвід застосування різноманітних систем моделювання дій військ (сил), сфера використання яких є одним з пріоритетів, пов’язаних із підвищенням ефективності їх застосування. В умовах оптимізації витрат на військову сферу та активізації діяльності суспільства щодо зменшення негативного впливу підготовки військ (сил) на довкілля експерти бачать, що подальше підвищення її інтенсивності та ефективності полягає передусім в комп’ютеризації процесів підготовки особового складу та органів управління. З цією метою застосовують різноманітні тренажери, імітатори та моделювальні навчальні системи. Застосування тактичних військових ігор є важливим видом індивідуальної підготовки солдатів та офіцерів. Крім створення реалістичного образу імовірного противника, за їх допомогою можливі відтворення реалістичної багатовимірної картини сучасного бою, вдосконалення тактики ведення бойових дій, підготовка до дій у будь-яких природно-географічних умовах, відновлення морально-психологічного стану військовослужбовців, які беруть участь у бойових діях. Тактичні військові ігри є одним із простих способів використання засобів імітаційного моделювання, що дозволяє зменшити витрати на організацію та проведення навчань (тренувань) і створення нових тренажерних комплексів (симуляторів). Основною перевагою тактичних військових ігор є відсутність реальної загрози для життя і здоров’я навчальної аудиторії, наближеність психологічних умов віртуальної реальності до бойових, що дає можливість набути досвіду ведення військових операцій завчасно, без істотних матеріальних витрат і ризику для життя. Автор розкриває перспективи поєднання за допомогою ресурсів розподіленого моделювання тренажерів тактичного й оперативно-тактичного рівня. Такий підхід сприятиме впровадженню комплексних програм підготовки з використанням ресурсів імітаційного моделювання в органах управління різного рівня та можливості вдосконалення індивідуальних навичок особового складу. Імітаційне моделювання нині стало потужним інструментом: в усьому світі його використовують для підготовки командирів та штабів до дій під час планування та ведення сучасних операцій. Використання систем імітаційного моделювання дає змогу посадовим особам органів військового управління у реальному масштабі часу набути практичних навичок із виконання процедур управління частинами і підрозділами у реальній бойовій обстановці, а в разі потреби – із корегування прийнятого рішення.

2091У статті розглянуто проблему організації експериментальної діяльності учнів з метою розвитку екс-периментаторських умінь за умов дистанційної форми навчання. Експериментаторськими автори вва-жають уміння, якими має володіти учень для проведення самостійних досліджень фізичних об’єктів. Важливою складовою частиною розвитку цих умінь є практична діяльність учнів із використанням від-повідного фізичного обладнання. Складність виконання цієї умови підсилюється за дистанційної форми навчання (наприклад, під час карантину в закладах освіти). Як варіант розв’язання зазначеної проблеми дистанційного навчання запропоновано використовувати дидактичні методи, що виявляють найбільші компенсаторні можливості для розвитку в учнів експериментаторських умінь з фізики. Як обґрунту-вання цієї ідеї вказано на дослідження психологів та дидактів щодо можливої заміни одного сполучен-ня дидактичних методів іншим для досягнення певної мети навчання. Описано авторські методи, що мають такі компенсаторні можливості. Цими методами є: використання наочних фізичних задач; вико-ристання «домашніх» експериментальних, винахідницьких та конструкторських задач; використання віртуальних лабораторій та електронних симуляторів фізичних дослідів. Зазначені методи виявляють значні компенсаторні можливості для розвитку в учнів експериментаторських умінь з фізики та не потребують виконання експерименту у фізичній лабораторії. Наголошується, що набуття досвіду вико-ристання цих методів має бути обов’язковим компонентом професійної підготовки майбутніх учителів фізики. У статті наведено авторські приклади наочних фізичних задач, що можна використовувати для перевірки рівня сформованості в учнів знань та вмінь, необхідних для успішної експериментальної діяльності; експериментальні, винахідницькі та конструкторські задачі, що не потребують складно-го обладнання; вказано роль електронних симуляцій у розвитку експериментаторських умінь учнів. Подальші дослідження будуть пов’язані з розробленням циклу експериментальних задач, структурова-них за розділами фізики, що можна пропонувати учням також в умовах дистанційної форми навчання. The article considers the problem of organizing experimental activities of students in order to develop experimental skills in terms of distance learning. Experimental authors consider the skills that a student should have to conduct independent research of physical objects. An important component of the development of these skills is the practical activities of students using appropriate physical equipment. The complexity of fulfilling this condition is exacerbated by distance learning (for example, during quarantine in educational institutions). As a variant of solving this problem of distance learning, it is proposed to use didactic methods that reveal the greatest compensatory opportunities for the development of students’ experimental skills in physics. As a substantiation of this idea the research of psychologists and didactics concerning possible replacement of one combination of didactic methods by another for achievement of the certain purpose of training is specified. The author’s methods having such compensatory possibilities are described. These methods are: the use of visual physical tasks; use of “home” experimental, inventive and design tasks; use of virtual laboratories and electronic simulators of physical experiments. These methods reveal significant compensatory opportunities for the development of students’ experimental skills in physics and do not require an experiment in a physical laboratory. It is emphasized that gaining experience in using these methods should be a mandatory component of the training of future physics teachers. The article presents the author’s examples of visual physical problems that can be used to test the level of formation of students’ knowledge and skills necessary for successful experimental activities; experimental, inventive and design tasks that do not require complex equipment; the role of electronic simulations in the development of students’ experimental skills is indicated. Further research will be related to the development of a series of experimental problems structured by sections of physics, which can be offered to students also in terms of distance learning.

<p>Визначена роль і необхідність у використанні сучасних віртуальних симуляторів, що забезпечують створення реальності медичних втручань і процедур, в курсі освоєння клінічних дисциплін і для вдосконалення практичних навиків. На сьогодні, робота на фантомах є перехідним рівнем від теорії до практичної діяльності лікаря.</p>

Ця робота присвячена навчанню студентів технічних спеціальностей. Особлива увага приділяється самостійній роботі студентів. Специфіка навчання студентів технічних спеціальностей полягає в набутті практичних навичок та доступу до складних інструментів. Вирішення цієї проблеми полягає у використанні інтерактивних навчальних та методичних матеріалів. Електронні підручники та віртуальні симулятори повністю задовольняють сучасним вимогам і володіють гнучкістю.

Actuality development of multimedia models of arms and military equipment due to both scientific purposes theoretical concepts and practical purposes a more effective educational systems (systems) and their implementation should ensure the necessary quality of military education, in particular accordance with the documents governing the content of education.

Робота виконана на кафедрі автоматизації технологічних процесів і виробництв факультету прикладних інформаційних технологій та електроінженерії Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться «23» грудня 2020р. о 9.00год. на засіданні екзаменаційної комісії №22 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя.
У даній кваліфікаційній роботі запропоновано імерсивну (віртуальну) AR в рамках системи навчання персоналу правилам безпеки з використанням візуального та тактильного моделювання. Контент запропонованої технології включає візуальну, рендерингову, тактильну AR, на основі кластерного розширеного динамічного алгоритму на основі позицій фізичного моделювання виробничих процесів. Крім того, ми запропоновано систему тактильного рендерингу AR, архітектура моделі якої складається з точок взаємодії, включаючи кінестетичні точки та точки чутливі до тиску. Нарешті, на основі вищезгаданого теоретичного дослідження запропоновано інтерактивну платформу для технологічного навчання. З системою Harpy впроваджується система безпеки AR зі штучним інтелектом. Система попереджає користувача про потенційні небезпеки та нещасних випадків, тим самим запобігаючи нещасним випадкам та покращуючи безпеку на робочому місці. Записи з камер, встановлених на окулярах AR і камер відеоспостереження на заводі, надсилаються в центральну систему, яка порівнює поточну заводську ситуацію з 3D-моделями заводу і за допомогою штучного інтелекту виявляє небезпечні ситуації. Потім система передає цю інформацію на скло AR Оператора і попереджає його про потенційну загрозу його безпеці. На додаток до функцій безпеки, система також може бути використана для підвищення ефективності та навчання працівників.
This qualification work proposes immersive (virtual) AR within the system of personnel training in safety rules using visual and tactile modeling. The content of the proposed technology includes visual, rendering, tactile AR, based on a clustered advanced dynamic algorithm based on the positions of physical modeling of production processes. In addition, we have proposed the AR tactile rendering system, whose model architecture consists of points of interaction, including kinesthetic points and pressure-sensitive points. Finally, based on the above-mentioned theoretical study, an interactive platform for technological learning is proposed. The Harpy system implements an AR security system with artificial intelligence. The system warns the user of potential dangers and accidents, thus preventing accidents and improving safety in the workplace. Recordings from cameras mounted on AR glasses and CCTV cameras at the factory are sent to a central system that compares the current factory situation with 3D models of the factory and uses artificial intelligence to detect dangerous situations. The system then transmits this information to the Operator's AR glass and warns him of a potential security threat. In addition to safety features, the system can also be used to increase efficiency and train employees.
АНОТАЦІЯ 4 SUMMARY 5 ЗМІСТ 6 ВСТУП 9 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 11 1.1 Історія розвитку промислових революцій 12 1.2 Аналіз основних тенденцій, що характеризують індустрію 5.0 15 1.3 Прогнозовані результати індустрії 5.0 19 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 23 Візуально-тактильне моделювання на основі доповненої реальності для систем навчання 23 2.1 Імерсивні навчальні систем для доповненої реальності (AR) 24 2.2 Методи моделювання доповненої реальності (AR) 25 2.3 Теоретична модель виведення XPBD на основі кластерів 26 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 41 Застосування VR/AR-технологій в машинобудуванні 41 3.1 Використання технологій VR/AR 41 3.2 Порівняння VR та AR технологій 41 3.3 Застосування VR/AR-технологій 44 3.4 Застосування VR/AR-технологій у машинобудуванні 45 4 КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 46 4.1 Опис продукту, послуг (специфікація) 46 4.2 AR-Glasses 46 4.3 Обладнання для моніторингу 47 4.3 Віртуальна 3D модель робочої зони 49 4.4 Апаратна платформа AI-програмного забезпечення 51 4.5 Використане програмне забезпечення AI 52 4.6 Графічний інтерфейс навчання для виявлення об'єктів Tensorflow 53 4.7 Опис технології віртуального навчання HARPY 62 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 65 5.1 Аналіз потенційних фінансових вкладень прибуток 65 5.2 Конкурентні пропозиції 67 5.3 SWOT-аналіз 67 5.4 План розвитку продукту та послуг 68 5.4.1 Опис відповідно до обраної методики 68 5.4.2 Короткий опис 69 5.4.3 Діаграма Ганта 71 5.5 Право інтелектуальної власності 72 5.6 Управління ризиками Harpy 73 5.7 Фінансовий аналіз 74 5.7.1 Аналіз прибутків і збитків 74 5.7.2 Аналіз чутливості 76 5.7.3 Загальні витрати 77 5.7.4 Прогноз продажів 77 5.7.5 Інтерпретація 78 5.8 Фінансові цілі 79 5.8.1 Збільшення початкового капіталу 79 5.8.2. Забезпечення плавного грошового потоку. 79 5.8.3 Збільшення продажів 80 5.9 Операційні та стратегічні цілі 80 5.9.1. Розробити доказ концепції 80 5.9.2 Розширення на нові сектори 81 5.9.3 Розширення в ЄС та за його межами 81 5.10 Висновок аналізу фінансових цілей проекту 82 6 БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ, ОХОРОНА ПРАЦІ 84 6.1 ОХОРОНА ПРАЦІ 84 6.1.1 Загальні положення по охороні праці 85 6.1.2 Вимоги безпеки перед початком робіт 86 6.1.3 Вимоги безпеки в аварійних ситуаціях 89 6.2 БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 91 6.2.1 Залежність розмірів осередків ураження від маси продуктів вибуху, (СДОР), їхнього тиску, метеоумов, і місцевості. 91 6.2.2 Оцінка хімічної обстановки 93 ВИСНОВОК 97 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 100

В доповіді розглянуто зміст поняття тренажерів та симуляторів у професійній підготовці авіадиспетчерів. Виділено компоненти структури тренажеру 3D-Tower, які можуть моделювати різноманітні ситуації з високим ступенем візуалізації, що дозволяє зменшити ризик людського фактору і збільшити безпеку польоту.