“輸入?yún)?shù),點(diǎn)擊開始仿真!”在哈爾濱工程大學(xué)青島創(chuàng)新發(fā)展基地、煙臺(tái)研究生院,學(xué)生在系統(tǒng)中輸入?yún)?shù)后,電腦屏幕上立即出現(xiàn)近2000公里外哈爾濱工程大學(xué)校本部實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的情景:處于云端的虛擬船舶和船舶模型根據(jù)參數(shù)的改變實(shí)時(shí)變換著航行姿態(tài)。日前,哈工程的實(shí)驗(yàn)課在5G技術(shù)的助力下,突破了空間和時(shí)間限制,不管學(xué)生身在何處、什么時(shí)間,都可在“!敝泻叫。
“船舶自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)需要大量實(shí)驗(yàn),但是師生不可能在真實(shí)的海洋環(huán)境中教學(xué),而我們研發(fā)的‘虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程共享平臺(tái)’解決了教學(xué)中無法搭建真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的問題。通過平臺(tái),學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有了更直觀的認(rèn)知,還可以對(duì)理論分析結(jié)果進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證!敝悄軐W(xué)院李冰教授介紹。
在船舶航行姿態(tài)控制仿真實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們需要對(duì)船舶航行姿態(tài)進(jìn)行控制,該平臺(tái)提供了“虛擬+現(xiàn)實(shí)”的航行場(chǎng)景,一邊是船舶航行的虛擬場(chǎng)景,一邊是縮比實(shí)物。通過平臺(tái),學(xué)生可在線學(xué)習(xí)、完成海洋環(huán)境干擾、船舶航向控制、減搖控制、航行姿態(tài)綜合控制4個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),包括15個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟。完成實(shí)驗(yàn)后,系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)評(píng)分,生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告!捌脚_(tái)有效拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,方便學(xué)生進(jìn)行反復(fù)探究,加深知識(shí)掌握水平,提升了解決實(shí)際問題的綜合能力。”李冰說。
“啟動(dòng)造浪造風(fēng)系統(tǒng),設(shè)備開啟后可以觀察到環(huán)境干擾對(duì)水面與海洋運(yùn)動(dòng)體的影響……”除了虛擬場(chǎng)景,該系統(tǒng)還為學(xué)生提供了造浪系統(tǒng),充分模擬海洋中乘風(fēng)破浪的感覺。在實(shí)驗(yàn)室的水池中,學(xué)生可以在系統(tǒng)上根據(jù)需求開展多類型、多模式、多對(duì)象的海洋運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn),可設(shè)置多種海浪模型、浪向、波高參數(shù),自主選擇控制策略和控制器參數(shù)。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示攝像頭采集到水池內(nèi)海洋運(yùn)動(dòng)體模型的運(yùn)動(dòng)軌跡,通過改變實(shí)驗(yàn)類型及實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定,直觀體會(huì)不同環(huán)境干擾、控制策略等因素對(duì)海洋運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)的影響。
“不僅于此,此系統(tǒng)還可根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求開展不同的海洋運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn),并可實(shí)時(shí)顯示攝像頭采集到水池內(nèi)海洋運(yùn)動(dòng)體模型的運(yùn)動(dòng)軌跡。”李冰介紹,這意味著學(xué)校利用5G技術(shù)打造了一個(gè)“萬能”的虛擬實(shí)驗(yàn)水池,“我們運(yùn)用學(xué)校建設(shè)的5G物理環(huán)境以及5G新基建技術(shù)打造了超低延時(shí)的虛實(shí)結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),可支撐哈爾濱校本部與未來學(xué)院、聯(lián)合學(xué)院、青島創(chuàng)新發(fā)展基地、煙臺(tái)研究院等多校區(qū)教室的實(shí)驗(yàn)課程資源遠(yuǎn)程共享。利用5G技術(shù),實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已上線國(guó)家實(shí)驗(yàn)共享平臺(tái),可為更多學(xué)生提供服務(wù)!
據(jù)悉,本實(shí)驗(yàn)上線國(guó)家平臺(tái)1年內(nèi),已有2000人次完成實(shí)驗(yàn),除了本校學(xué)生,大連海事、上海海洋大學(xué)、威海海洋學(xué)院等多所學(xué)校的學(xué)生都通過此平臺(tái)完成實(shí)驗(yàn),尤其在疫情時(shí)期,學(xué)生無論在何時(shí)何地都不會(huì)影響做實(shí)驗(yàn),該平臺(tái)獲得了廣泛好評(píng)。