QLabs: Wirtualne laboratorium receptą na zajęcia zdalne
Wprowadzenie obowiązku zajęć hybrydowych lub zdalnych doprowadziło do wielu utrudnień. Przed uczelniami pojawiło się jedno podstawowe wyzwanie: jak przeprowadzić zajęcia w laboratorium z wykorzystaniem urządzeń stacjonarnych. Zajęcia praktyczne są kluczowe na studiach powiązanych z robotyką czy też automatyką. Odpowiedzią na obostrzenia związane z nauczaniem hybrydowym lub zdalnym jest wirtualne laboratorium QLabs.
Spis treści:
- Wyzwanie: Prowadzenie zajęć laboratoryjnych podczas nauczania hybrydowego lub zdalnego
- Zadania do wykonania przez wirtualne laboratorium QLabs
- Rozwiązanie: Wirtualne laboratorium QLabs połączone z realnym sprzętem
- Wyzwanie, przed którym staje każda uczelnia
Wyzwanie: Prowadzenie zajęć laboratoryjnych podczas nauczania hybrydowego lub zdalnego
Pandemia COVID-19 niesie ze sobą wiele wyzwań nie tylko dla gospodarki, ale również edukacji w Polsce i na świecie. Uczelnie wyższe musiały zmierzyć się z koniecznością dostosowania zajęć praktycznych z wykorzystaniem sprzętu specjalistycznego do nowej rzeczywistości. Studenci nie posiadają w swoich domach takiego sprzętu, jaki mają do dyspozycji w laboratoriach naukowych. Jeżeli uczelnia zrezygnuje z zajęć w laboratoriach, okres nauczania przedłuży się, a studenci i pracownicy naukowi mogą stracić cenny czas oraz szansę na dokończenie prowadzonych badań.
Przykładem może być wyzwanie, przed którym stanął Uniwersytet York w Toronto. Kurs teorii sterowania stanowi podstawę nauczania na czwartym roku studiów. Pandemia COVID-19 wymusiła na tej uczelni oraz wielu innych obowiązek przejścia na tryb zdalny. W przypadku Uniwersytetu York aż 180 studentów zapisało się na kurs, którego realizacja okazała się trudna do zrealizowania. Głównym wyzwaniem okazało się więc przeprowadzenie kursu teorii sterowania dla 180 studentów w trybie zdalnym.
Odpowiedzią na wyzwania współczesnej nauki znajdziesz w ofercie: Robotyka dla uczelni.
Zadania do wykonania przez wirtualne laboratorium QLabs
W 2020 roku, kiedy uczelnie stanęły przed wyzwaniem przejścia na format online, profesor Jinjun Shan poprosił o pomoc w realizacji kursu teorii sterowania w trybie zdalnym. Wirtualne laboratorium powinno umożliwić zapoznanie się z zasadami dynamicznego modelowania systemów oraz modyfikowania ich poprzez sprzężenie zwrotne. Dotychczasowy program kursu teorii sterowania opierał się przede wszystkim na serii zajęć laboratoryjnych. Kluczem były w tym przypadku eksperymenty z fizycznymi instalacjami sprzętowymi.
Zajęcia laboratoryjne obejmowały: zapoznanie się ze środowiskiem MATLAB/Simulink oraz oprogramowanie sterujące QAURC Real-Time. Następnie przychodzi czas na modelowanie i walidację systemu, sterowanie położeniem oraz sterowanie prędkością. Surowe zasady związane z pandemią COVID-19 wymusiły opracowanie zdalnej alternatywy dla zajęć stacjonarnych, która pozwoli na pełnowartościowe zrealizowanie programu.
Rozwiązanie: Wirtualne laboratorium QLabs połączone z realnym sprzętem
Podejście hybrydowe do zajęć laboratoryjnych wymagało stworzenia wirtualnego laboratorium. Celem było znalezienie kompromisu między formatem online a chęcią zapewnienia studentom możliwości pracy na prawdziwym sprzęcie. Odpowiedzią na to wyzwanie okazało się wdrożenie wirtualnego laboratorium QLabs. System został wzbogacony o dodatkowe rozwiązania:
- wykorzystanie obrotowych jednostek bazowych serwomechanizmu Quanser,
- konfigurowanie komputera z kamerą internetową,
- umożliwienie korzystania z aplikacji Windows Remote Desktop Connection.
Te wszystkie elementy pozwoliły na połączenie się studentów z komputerem laboratoryjnym i uczestnictwo w zajęciach przez system Zoom.
Sprawdź pozostałą ofertę w obszarze: Teoria sterowania dla uczelni!
Quanser Qlabs Controls: https://edu4industry.com/produkt/quanser-qlabs-controls/
Wyzwanie, przed którym staje każda uczelnia
Przeprowadzanie zajęć laboratoryjnych w trybie zdalnym to duże wyzwanie również dla uczelni w Polsce. Laboratorium wirtualne QLabs jest jednym z najlepszych rozwiązań na rynku, co podkreśla również prof. Shan. Wyróżnia się bogatą grafiką oraz wysokiej jakości wizualizacjami. Umożliwia sterowanie ze środowiska Matlab/Simulink. Wewnątrz systemu znajdują się wirtualne modele fizycznych urządzeń Quanser, czyli tzw. cyfrowe bliźniaki.
Laboratorium wirtualne obejmuje takie obiekty jak:
- Quanser Eksperyment z Połączonymi Zbiornikami umożliwia demonstrację procesu przemysłowego w środowisku uniwersyteckim.
- Quanser Elastyczna Belka to dodatkowy moduł do Bazy z silnikiem serwo, który umożliwia wykonywanie ćwiczeń takich jak: sterowanie silnikiem w bazie, aby po ruchu końcówka belki zatrzymała się w konkretnej pozycji.
- Eksperyment Quanser Piłka na pochylni umożliwia modelowanie matematycznie obiektu oraz zaprojektowanie algorytmu sterowania.
- Quanser Baza z Silnikiem Serwo służy do eksperymentów rotacyjnych.
- Quanser Aero daje szansę na kontakt z rzeczywistymi problemami inżynieryjnymi.
- Produkt Quanser QUBE umożliwia modelowanie i identyfikację systemów oraz zaawansowane algorytmy sterowania.
Jeżeli szukasz sposobu na to, by Twoi studenci czerpali pełne korzyści z zajęć laboratoryjnych w trybie zdalnym, wirtualne laboratorium QLabs przeniesie kosztowny sprzęt do domu każdego studenta w formie cyfrowej. Każdy student otrzyma stanowisko z dostępem do wszystkich materiałów dydaktycznych. Dzięki temu rozpoczęcie zajęć nie powinno sprawić żadnego problemu.
Sprawdź, co umożliwia Quanser QLabs Controls!
