Открытие новых интереснейших научных площадок Магнитогорского государственного технического университета приурочили ко Дню науки. На презентацию возможностей новых центров пригласили директоров институтов, преподавателей, журналистов. Среди почетных гостей – ректор МГТУ имени Носова Михаил ЧУКИН и президент вуза Валерий КОЛОКОЛЬЦЕВ.
Другая реальность
Возможности лаборатории «Виртуальная и дополненная реальность» действительно расширяют взгляд на многие привычные вещи. Студенты учатся трехмерному моделированию, программированию, работе со звуками, осваивают фото- и видеомонтаж, разрабатывают спецэффекты. Для этого в арсенале лаборатории имеется специальное оборудование, зачастую уникальное, которое больше нигде в городе не используют. К примеру, очки смешанной реальности, которые применяют студенты в этой лаборатории, нельзя купить в магазине.
Часто при словах «виртуальная реальность» возникает одна ассоциация – компьютерные игры. Однако у этого направления гораздо большая сфера применения, уверена доцент кафедры бизнес-информатики и информационных технологий Любовь КУРЗАЕВА.
– Например, у нас один из проектов был связан с бульваром – он уже реализован. И наш студент «прогулялся» по нему первым именно в виртуальной реальности. Архитектуру тоже можно представить в виде дополненной реальности, – поясняет куратор лаборатории. ‒ Дополненная реальность используется в полиграфии, в создании учебных пособий, инструкций.
Любовь Курзаева подкрепляет свои слова наглядным примером. Разложенные на столе чертежи при наведении на них камеры смартфона неожиданно оживают. На экране над всеми этими схемами возникает готовый редуктор. Его не только можно рассмотреть со всех сторон, но даже разобрать.
‒ Дополненной реальностью на основе чертежа выводится предметная модель редуктора. Я могу «снять» корпус и посмотреть, что внутри, ‒ комментирует происходящее руководитель лаборатории. ‒ Модель полностью соотносится с чертежами. Можем убрать электродвигатель и заглянуть внутрь. То же самое и с инжекторным пылесборником – это одна из первых таких моделей.
Рассказывая, Любовь переводит свой смартфон на другой чертеж, и вновь на экране появляется объемный прибор, который можно вращать для детального рассмотрения.
‒ Обычно студентам, изучающим начертательную геометрию, очень сложно представить, глядя на чертежи, какая это трехмерная модель. А здесь все наглядно, ‒ поясняет доцент кафедры назначение этой функции.
Тут же оживают и красочные карточки по истории Магнитогорска, вроде бы нарисованные вручную. У ярких букв тематического алфавита появляются забавные глазки, которыми мультяшные персонажи подмигивают зрителю.
Взоры гостей лаборатории привлекает студент в специальных накладках на одежде. Даже малейшие движения переносятся на монитор компьютера. Схематический робот вслед за юношей поднимает руки-ноги, поворачивается в том же направлении.
– Это костюм виртуальной реальности, – поясняет Любовь Курзаева. – Уникальное оборудование. Мы только в начале его изучения, у нас как раз запланирован дипломный проект. Пока он игровой, но можно использовать разработку и в медицинских целях – к примеру, при создании тренажеров для реабилитации.
По сути, сама лаборатория «Виртуальной дополненной реальности» представляет обычную аудиторию с расставленными по периметру столами с компьютерами. За ними по большей части и кипит работа. Над своими изобретениями трудятся не только студенты, но и старшеклассники ‒ ученики Проектной школы университета. Илья ФИЛАТОВ вместе со своей юной коллегой придумали интересный компьютерный тренажер по программе ОБЖ.
– Цель нашего проекта – на практике отрабатывать теорию. Здесь представлены разные ситуации. Допустим, началось землетрясение, и нам необходимо, следуя правилам, без ошибок пройти уровень, ‒ вкратце описывает Илья свой проект. ‒ Здесь предусмотрена зачетная книжка, которая по ходу прохождения заполняется. Есть разные уровни: землетрясение, эвакуация, спасение заложников, экстремизм, спасение после полученных травм.
– То есть мы следуем по программе 10-11 класса по предмету «Основы безопасности жизнедеятельности», ‒ подсказывает куратор.
Еще один проект учеников Проектной школы – электрическая цепочка. Однако здесь уже подключается дополнительное оборудование – виар-очки и перчатки. Анна МОРОЗОВА готова не только рассказать, но и показать, как работает ее приложение.
‒ Мы делаем образовательное приложение по физике, которое наглядно показывает и объясняет тему электричества, ‒ говорит ученица Проектной школы. ‒ Сейчас я надену очки, а вы будете видеть на экране то, что вижу я.
Аня, погрузившись в виртуальную реальность, начинает ловко «переставлять» один за другим схематические провода. Дотянуться до некоторых непросто. Все с любопытством наблюдают, как девочка, казалось бы, просто размахивает руками в воздухе. И только взглянув на монитор, можно понять суть происходящего.
– Это схема электрической цепи, мы соединяем провода согласно схеме, и когда соединим, начнет работать микроволновка. Если хотите, можете тоже попробовать, – предлагает Анна, быстро «замкнув» цепь и сняв очки.
‒ Ой, нет – это, наверное, сложно! ‒ шутя отказывается ректор Михаил Чукин.
‒ Здесь у нас тоже уникальное оборудование – в городе такого нет – перчатки виртуальной реальности, ‒ продолжает экскурсию по лаборатории Любовь Курзаева. ‒ Можно сделать вазу. Хотите попробовать? – она тоже обращается к Михаилу Витальевичу.
На этот эксперимент ректор все же решается. Надевает специальные перчатки и включается в процесс лепки вазы.
‒ Ощущения есть? – интересуется доцент.
‒ Да, ‒ удивленно замечает Михаил Чукин, пытаясь придать виртуальной вазе правильную форму. – Идет обратная связь, чувствуется.
Из всего многообразия необычных приложений Любовь Курзаева выделяет еще одно, особенно любимое – это визуализация Старой Магнитки. Говорит, над ним трудились и студенты, и школьники Магнитогорска. Экстерьер поселка полностью воссоздан по историческим эскизам.
‒ 3D модели церкви и вышки сделаны студентами архитектурного факультета, здесь мы попытались передать всю, какую смогли, реалистичность. Кстати, проект занял второе место в общероссийском конкурсе творческих проектов, ‒ объясняет Любовь.
Лаборатория «Виртуальная и дополненная реальность» открывает широкие горизонты студентам в сфере сквозных цифровых технологий, позволяя применять полученные навыки виртуальной и дополненной реальности в области образования, туризма, энергетики, машиностроения, архитектуры и многих других.
Цифровые технологии
Вторая лаборатория ‒ «Цифровое производство». Здесь не столь зрелищно, однако сразу обращает на себя внимание мини-производство ‒ настоящий маленький завод, который ловко сортирует детали. В их качестве выступают специальные крышки. Но механизм не просто перекладывает изделия с одного устройства на другое – одновременно идет сортировка бракованных деталей.
‒ Наша лаборатория содержит элементы оборудования и программного обеспечения с использованием искусственного интеллекта, облачных технологий, промышленных интернет-вещей, применяются передача и анализ больших данных и многие другие, ‒ объясняет заведующий кафедрой автоматизированных систем управления, доктор технических наук Сергей АНДРЕЕВ. ‒ В лаборатории расположена рабочая физическая модель фабрики, на которой имеется возможность гибко реализовывать различные технологические операции и оперативно перенастраивать технологический процесс. Оснащение лаборатории позволяет разрабатывать цифровые двойники технологий и предоставляет возможность их реализации в форме имитационных моделей промышленного производства.
Объемные модели
В третье лаборатории ‒ «Реверсивный инжиниринг» ‒ студенты будут осваивать 3D-сканирование, конструирование, компьютерное моделирование, заниматься анализом различных предметов и объектов, в том числе сложной формы.
Доцент кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования, главный наставник по этой компетенции Алексей АНЦУПОВ в качестве примера показывает полотно лопаты. Этот сложный предмет тоже можно перевести в 3D-формат. Измерить все ее параметры можно с помощью простых измерительных приборов, а можно и при помощи сканирования.
Алексей Анцупов показывает сам процесс сканирования, но уже другой детали. Слой за слоем на экране появляются ее составляющие элементы.
‒ Область использования данных компетенций очень широка, ‒ поясняет доцент кафедры, ‒ от создания визуализаций для игр, где может понадобиться именно моделирование реальных объектов, до инженерных задач, таких как ремонты, изготовление копий изношенных деталей, на которые нет технической документации. Использование реверсивного инжиниринга очень обширно, но в большей степени оно применяется в машиностроении, автомобилестроении и электронике.
Есть в лаборатории и 3D-принтер. Он позволяет воспроизводить макеты деталей за несколько часов.
Веяние времени
Подводя итог, ректор МГТУ Михаил Чукин формулирует основную идею: университет без науки – это не университет.
– Все, что мы делаем, делается именно для того, чтобы ребята могли найти себя в самых разных направлениях и уровнях подготовки. Я думаю, что действительно очень важно не останавливаться на достигнутом, а идти только вперед, ‒ отмечает Михаил Витальевич.
Все эти центры – не просто прихоть университета, а веяние времени и запрос со стороны работодателей, уточняет ректор.
‒ Не может современный специалист, выходя на рынок, не владеть подобными технологиями, новыми современными цифровыми трендами. И эти лаборатории тому подтверждение. Мы на этом не остановимся, будем делать новые лаборатории, которые позволят расширить компетенции наших ребят. Причем очень отрадно, что в этих лабораториях могут заниматься не только обучающиеся технических направлений, но и гуманитарных, ‒ анонсирует Михаил Чукин ближайшие изменения.
Сохраняя главную интригу, ректор упоминает, что уже в ближайшее время в университете запустят еще три – четыре лаборатории. Одна из них – по экономике – связана с бережливым производством.
‒ Остальное пока оставлю в некой тайне, ‒ заключает Михаил Чукин и обещает столь же подробно представить новые уникальные центры.