«Кванториум»: применение VR в образовании

Рассказываем о применении технологии VR в техническом обучении на примере Детского технопарка «Кванториум» при Технологическом университете города Королев.

Об организации

Центр дополнительного образования «Детский технопарк «Кванториум» организован в Королеве под началом «Технологического университета» для получения детьми знаний в научно-исследовательских и инженерно-технических областях.

Особенность «Кванториума» — обучение детей не только инженерным навыкам, но и разработке и ведению проектов, решению изобретательских и производственных задач. Обучение проводят опытные и знающие наставники, среди которых представители науки, производства и бизнеса.

На всей деятельности Кванториума отражается то, что находится он в городе строителей космической техники Королеве.

Здесь школьники узнают все о полетах ракет, спутников, космических кораблей и межпланетных зондов, подготовке космонавтов и их деятельности в космических полетах.

Вместе с ребятами работают молодые специалисты Ракетно-космической корпорации “Энергия” имени С.П. Королёва, профессиональные ракетомоделисты, готовые делиться опытом и неравнодушные к будущему космической отрасли в России.

Юные конструкторы изучают строение космических систем и кораблей, а также учатся работать в программах для трёхмерного моделирования, печатать детали на 3D-принтерах, оживлять свои творения, устанавливая в них электронику, а также испытывать их в виртуальной реальности и на натурных полигонах.

Перед технопарком стояла большая проблема — для преподавания устройства космических аппаратов и ракет лучше всего подходят макеты в натуральный размер, один к одному, но такие макеты стоят очень дорого и требуют много места для размещения. Таких средств и площадей у детского образовательного центра не было, но решение нашлось.

Решение VR Concept

Как комплексное решение для работы в виртуальной реальности «Кванториум» использует приложение для коллективной работы класса в VR — ПО VR Concept Academic. Это специально разработанное программное обеспечение для образования, позволяющее педагогу и ученикам взаимодействовать с объектами в общей виртуальной реальности. Программа установлена на четырех компьютерах, объединенных локальной сетью, как устройства интерфейса используются VR-шлемы HTC VIVE.

Это решение применимо не только в образовании, но и везде, где требуется оперативная коммуникация с передачей большого объема информации: в командах инженеров, разработчиков, производителей, дизайнеров — в процессе создания и изменения новых изделий, в бизнесе любой направленности — для презентаций.

Почему именно VR Concept

Напечатать на 3D принтере космический аппарат в реальном масштабе — в рамках образовательного учреждения невозможно. Максимально реалистично изучить устройство космической техники можно, работая с виртуальным прототипом в масштабе 1:1.  Коллективная работа в едином виртуальном пространстве позволяет преподавателю максимально точно и наглядно объяснить и показать обучаемым устройство космических аппаратов и ракет во всех подробностях.

Что понравилось ученикам и педагогам

Школьников и педагогов впечатляет то, что цифровые модели аппаратов, деталей и узлов для своих космических проектов они могут оценить практически “живьем”, в масштабе 1 к 1, увидеть все соединения в трёхмерной среде, которая создается программным обеспечением VR Concept.

Как VR Concept улучшил образовательный процесс

Виртуальное прототипирование и визуализация в масштабе 1:1 с эффектом погружения усиливают внимание и интерес к обучению, что сказывается на усваиваемости материала, позволяют передать больше подробностей и нюансов. Кроме того, использование виртуальных прототипов снижает затраты на натурные наглядные пособия.

В отличие от других VR-решений, это интуитивно понятный инструмент — в VR Concept преподаватель открывает модель и начинает работу, без специальной подготовки и программирования. За пару минут учитель загружает CAD/BIM модели в VR Concept и организует коллективное обучение с использованием стандартных инструментов виртуального прототипирования, таких как замеры, разрезы, сборка и разборка. Существует техническая возможность виртуально промоделировать процесс сборки лунной станции, используя костюмы VR. Все в максимально интерактивной и реалистичной форме.

Сложности и нюансы

Пока VR Concept подходит только тем образовательным учреждениям, у которых есть свои 3D-модели, так как не обладает собственной библиотекой детализированных цифровых CAD/BIM моделей. Создание такой библиотеки — гигантская работа. Тем не менее, существуют открытые библиотеки, такие как grabcad.com, из которых можно брать объекты для обучения до накопления базы собственных моделей.

Выводы

Уже более года в королёвском «Кванториуме» работает класс коллективного обучения в виртуальной реальности. Будущие инженеры успешно осваивают инструменты виртуального прототипирования, получают навыки индустриального уровня, которые будут востребованы на предприятиях в будущем.

Работа в виртуальной реальности, с виртуальными прототипами в масштабе 1:1, развивает пространственное мышление, знакомит учеников с азами Индустрии 4.0 и понятием “цифровой двойник”.  Используя инструменты VR преподаватели могут рассказывать об инженерных и технических аспектах ракеты или лунной базы.

Сложно представить себе более наглядный и удобный способ изучать вещи, которые нельзя принести в аудиторию или лабораторию и потрогать руками, приобретать знания об их устройстве и принципах работы.

ПО VR Concept не только показывает нам то, как будет выглядеть обучение в будущем, но и позволяет оценить его преимущества уже сейчас.