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把實驗室孿生到云端,,這所大學(xué)的學(xué)生可隨時隨地做科學(xué)實驗

武漢理工大學(xué)打造知識和數(shù)據(jù)雙驅(qū)動的理工智課平臺,,深度對接國家智慧教育公共服務(wù)平臺,,共建校企微課程150余門,,開發(fā)匯聚優(yōu)質(zhì)資源60萬余條。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)遠程接入“無人工廠”“無人碼頭”“無人汽車”等尖端技術(shù)與實際應(yīng)用場景,,構(gòu)建“沉浸式”教學(xué)環(huán)境。5月8日,,長江日報記者近距離感受了該校這個特別課堂的數(shù)字魅力,。

學(xué)生在虛擬汽車產(chǎn)線上實習(xí),。

在網(wǎng)絡(luò)空間設(shè)計生產(chǎn)電池

戴上VR,,羅凱開始了自己的電池制造之旅,。在網(wǎng)絡(luò)空間打開鋰離子電池電解液配方研發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng),,一間虛擬的實驗場景呈現(xiàn)在羅凱的眼前,,按下“配方研發(fā)”按鈕,,羅凱進入材料庫,選擇了一種鈷酸鋰材料做手機電池,,在虛擬智能產(chǎn)線上經(jīng)過涂布,、輥壓、分切,、組裝,、電解液注入、組裝等程序,,短短5分鐘便完成了整個電池制備,。

“實驗場景與真實的實驗室一模一樣,5分鐘就能完成一場電池制造實驗,?!绷_凱是武漢理工大學(xué)新能源材料與器件制造專業(yè)研二學(xué)生,過去經(jīng)常排隊去實驗室做實驗,,一次只能做一個實驗配方,,而孿生系統(tǒng)上有24個配方可供選擇,還可進行迭代優(yōu)化,,現(xiàn)場還顯示實驗考核成績,,效率很高。

該校材料科學(xué)與工程學(xué)院研究員孟甲申告訴記者,,該校在馬房山校區(qū)有一間真實的電池制造實驗室,,經(jīng)過數(shù)字孿生技術(shù)搬到了網(wǎng)絡(luò)空間,學(xué)生可以選擇不同的實驗材料,,自己設(shè)計電池,,得到不同的電池性能,。真實的實驗室單元一次只能做一個實驗,,在孿生系統(tǒng)上一次可安排24名學(xué)生同時做實驗,而且實驗可以在個人PC端,、手機上完成。

學(xué)生在未來學(xué)習(xí)中心通過數(shù)字孿生系統(tǒng)操控機器人制造電池,。

在虛擬汽車生產(chǎn)線上實習(xí)

“進入動力電池裝配環(huán)節(jié),,查看汽車底盤的裝配,、擋風玻璃的裝配……”智能制造專業(yè)大四學(xué)生楊廷俊戴上混合現(xiàn)實技術(shù)頭盔(MR),,和5位同學(xué)一起漫游在最先進的汽車裝配生產(chǎn)線上,,手持遙控器還可搬動汽車配件,參與汽車裝配工作,。

楊廷俊介紹,,他進入汽車未來智造虛擬平臺,,首先可鳥瞰廠區(qū)全貌了解整車總裝產(chǎn)線工序與布局。通過視線焦點切換視角,,進行虛擬車間的漫游式體驗,。利用交互式的學(xué)習(xí)模式,,他按照固定路線進行汽車總裝工序?qū)W習(xí)及知識考核,沉浸式體驗汽車生產(chǎn)車間生產(chǎn)狀態(tài),。接下來,他經(jīng)產(chǎn)線核心工序區(qū)域進入不同的未來課堂教學(xué)模塊,,如動力電池封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計與虛擬裝配,,系統(tǒng)隨機生成的一個車型,給出續(xù)航要求,、電池性能需求,、應(yīng)用場景等差異性參數(shù),讓他根據(jù)車型要求完成底盤電池+成組模式+連接方式的方案設(shè)計,,并進行電池包的虛擬裝配,。

“過去是大三才進入汽車公司產(chǎn)線實習(xí),現(xiàn)在大一就可以進入認知實習(xí)了?!睓C電學(xué)院盧杰老師表示,,汽車未來制造虛擬平臺可以代替部分實操訓(xùn)練。通過AR虛實融合技術(shù),,可進行零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與有限元分析,,基于AI算法的裝配路徑規(guī)劃完成零部件的虛擬裝配,并對裝配過程實時進行碰撞檢測,,對結(jié)果進行綜合評價,。

戴上3D在“青島港”裝卸貨物

船舶往來,、吊車林立、卡車穿梭……戴上3D眼鏡后,,研二學(xué)生康天博仿佛來到我國北方忙碌的青島港,數(shù)字化港口裝備孿生仿真平臺讓他難以相信自己身處武漢理工大學(xué)校園,。

康天博說,,這是他第一次見識虛擬的港口全貌,、認知港口設(shè)備,、親手操控起重機,。相比于真實港口的現(xiàn)場實習(xí),反而這虛擬的看得更明白更全面,,沒了盲人摸象的感覺,。

來孿生平臺實習(xí)前,,康天博已在線上進行了理論和相關(guān)實操的學(xué)習(xí),,現(xiàn)在他將根據(jù)任務(wù)進行分工,,結(jié)合某港口典型裝卸工藝場景進行實驗和驗證,。正利用VR平臺實現(xiàn)港口裝備遠程抓箱、翻箱,、放箱等遠程作業(yè)過程,。另一名同學(xué)則基于AR全息沙盤配置卸船調(diào)度工藝的裝備、路徑及堆場碼垛順序,,二人合作完成靠泊集裝箱船舶裝卸作業(yè)任務(wù),。

該校交通與物流學(xué)院副教授梅杰說,,過去學(xué)生在港口實習(xí),,很多設(shè)備根本碰不到,,而數(shù)字化港口裝備孿生仿真平臺不僅可進行港口的調(diào)度作業(yè),,還能設(shè)計工藝流程,。

據(jù)悉,,武漢理工大學(xué)以智能的“車”,、智慧的“路”,、協(xié)同的“云”三位一體融合聯(lián)動為主線,,打造場景驅(qū)動的“車路云一體化”未來學(xué)習(xí)中心。該中心讓知識從書本走向場景,,讓每一位參與者都能觸摸未來、定義未來。

武漢理工大學(xué)校長楊宗凱表示,,教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一場系統(tǒng)性變革,,是教育全要素,、全流程、全業(yè)務(wù)和全領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,,人工智能將在知識傳授中扮演關(guān)鍵角色,。

(長江日報記者楊佳峰 通訊員謝小琴 楊志杰)

【編輯:陳明】


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