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(shí)技術(shù)遠(yuǎn)程接入“無人工廠”“無人碼頭”“無人汽車”等尖端技術(shù)與實(shí)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(bào)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(shí)習(xí)。
在網(wǎng)絡(luò)空間設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)場景呈現(xiàn)在羅凱的眼前，按下“配方研發(fā)”按鈕，羅凱進(jìn)入材料庫，選擇了一種鈷酸鋰材料做手機(jī)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(shí)驗(yàn)場景與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室一模一樣，5分鐘就能完成一場電池制造實(shí)驗(yàn)?！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(duì)去實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，一次只能做一個實(shí)驗(yàn)配方，而孿生系統(tǒng)上有24個配方可供選擇，還可進(jìn)行迭代優(yōu)化，現(xiàn)場還顯示實(shí)驗(yàn)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(shí)的電池制造實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料，自己設(shè)計(jì)電池，得到不同的電池性能。真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室單元一次只能做一個實(shí)驗(yàn)，在孿生系統(tǒng)上一次可安排24名學(xué)生同時做實(shí)驗(yàn)，而且實(shí)驗(yàn)可以在個人PC端、手機(jī)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(jī)器人制造電池。
在虛擬汽車生產(chǎn)線上實(shí)習(xí)
“進(jìn)入動力電池裝配環(huán)節(jié)，查看汽車底盤的裝配、擋風(fēng)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(shí)技術(shù)頭盔（MR），和5位同學(xué)一起漫游在最先進(jìn)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(jìn)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(diǎn)切換視角，進(jìn)行虛擬車間的漫游式體驗(yàn)。利用交互式的學(xué)習(xí)模式，他按照固定路線進(jìn)行汽車總裝工序?qū)W習(xí)及知識考核，沉浸式體驗(yàn)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(jìn)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(jì)與虛擬裝配，系統(tǒng)隨機(jī)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(jì)，并進(jìn)行電池包的虛擬裝配。
“過去是大三才進(jìn)入汽車公司產(chǎn)線實(shí)習(xí)，現(xiàn)在大一就可以進(jìn)入認(rèn)知實(shí)習(xí)了?！睓C(jī)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(shí)操訓(xùn)練。通過AR虛實(shí)融合技術(shù)，可進(jìn)行零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)時進(jìn)行碰撞檢測，對結(jié)果進(jìn)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(rèn)知港口設(shè)備、親手操控起重機(jī)。相比于真實(shí)港口的現(xiàn)場實(shí)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(shí)習(xí)前，康天博已在線上進(jìn)行了理論和相關(guān)實(shí)操的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在他將根據(jù)任務(wù)進(jìn)行分工，結(jié)合某港口典型裝卸工藝場景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證。正利用VR平臺實(shí)現(xiàn)港口裝備遠(yuǎn)程抓箱、翻箱、放箱等遠(yuǎn)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(shí)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(jìn)行港口的調(diào)度作業(yè)，還能設(shè)計(jì)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(bào)記者楊佳峰 通訊員謝小琴 楊志杰）
