Специалисты Центра НТИ СПбПУ принимают участие в разработке онлайн-курсов СПбПУ по формированию цифровых компетенций инженерных кадров

В 2020–2021 учебном году Центр открытого образования СПбПУ представит серию онлайн-курсов, направленных на формирование цифровых компетенций инженерных кадров. Проект стал победителем конкурса Министерства науки и высшего образования Российской Федерации «Создание онлайн-курсов по тематике инженерного дела, технологий и технических наук».

В рабочую группу по разработке курсов вошли сотрудники нескольких подразделений СПбПУ: Центра открытого образования, Центра качества образования, Высшей школы киберфизических систем и управления ИКНТ, Гуманитарного института и Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии». К участию в разработке привлечены индустриальные партнеры университета – ИТ-компании и промышленные предприятия с высоким уровнем цифровых компетенций.

Онлайн-курсы, адресованные студентам всех уровней высшего образования (бакалавриат, специалитет, магистратура), будут включены в образовательный процесс СПбПУ и доступны всем желающим на платформах «Открытое образование» и Coursera.

Цель проекта – формирование у будущих инженеров цифровых компетенций, позволяющих им гармонично существовать в смешанной экосистеме взаимодействия людей и цифровых агентов и уметь трансформировать ее, разрабатывая и применяя «сквозные» цифровые технологии и их субтехнологии для цифровой экономики.

Традиционные видеолекции и текстовые материалы будут дополнены интерактивными практическими заданиями, которые слушатели смогут выполнять дистанционно, с использованием различных цифровых ресурсов для обучения в области AR/VR, робототехники, бизнес-аналитики и других digital-технологий.

Линейка курсов построена в соответствии с уровнем достигаемых компетенций и делится на модули «Цифровая грамотность», «Цифровая культура» и «Цифровой профессионализм». В последний войдут такие курсы, как «Киберфизические системы: теория и приложения» и «Компьютерный инжиниринг в цифровом проектировании и производстве».

Структура линейки разрабатываемых онлайн-курсов

Курс «Компьютерный инжиниринг в цифровом проектировании и производстве» разработают специалисты Центра НТИ СПбПУ.

Модуль «Цифровая грамотность» предназначен для получения знаний и умений, связанных с цифровой гигиеной, цифровой этикой, коммуникативной, информационной и потребительской безопасностью, интернетом вещей, технологиями дополненной, виртуальной, смешанной реальности и другими ключевыми понятиями. В проектную команду по его подготовке вошли сотрудники лаборатории «Промышленные системы потоковой обработки данных» (ПСПОД) Центра НТИ СПбПУ: заведующая лабораторией, доцент Высшей школы интеллектуальных систем и суперкомпьютерных технологий ИКНТ СПбПУ Марина Болсуновская и инженер лаборатории Георгий Васильянов.

На лабораторной работе по теме интернета вещей студенты исследуют систему управления беспилотным автомобилем на примере его виртуальной модели в симуляторах Gazebo и PVIZ, рассмотрят принцип работы системы управления автономного транспортного средства в целом, отдельных датчиков и модулей ПО, смогут самостоятельно провести виртуальные испытания.

Интерактивная часть по теме «умного города» построена на основе оригинальной разработки студентов СПбПУ Александра Купцова и Алексея Залаты – генератора трехмерного городского ландшафта CityMapGenerator, дополненного симулятором транспортной системы. Слушателям предстоит изучить принципы построения цифровой 3D-реальности и выполнить задание по расчету алгоритмов работы светофоров в условиях плотного трафика и ограничения по времени ожидания автомобиля.

Сформировать навыки работы с VR-инструментами поможет практическое занятие по верстке анимационного ролика с физическими взаимодействиями в виртуальной реальности с помощью конструктора для создания мультимедийного и интерактивного VR-контента «Познавательная реальность» (AR/VR). Методические материалы и доступ к среде разработки предоставлены ООО «Омега» и индустриальным партнером ООО «Проф-ИТ». «За счет преимуществ технологии виртуальной реальности, способных улучшить восприятие информации и развитие когнитивных способностей человека, VR-конструктор можно считать эффективным инструментом формирования цифровой грамотности», – считает генеральный директор компании «Омега» Ярослав Алейник.

Важным принципом подготовки современного специалиста является междисциплинарность, которая на ранних этапах обучения закладывает основу для большого спектра возможных образовательных траекторий. В соответствии с этим принципом онлайн-курсы модулей «Цифровая грамотность» и «Цифровая культура», направленные на комплексное позиционирование личности в цифровой среде, могут быть востребованы не только в рамках инженерных направлений вузовской подготовки, но и во многих других областях образования.

Интерфейс VR/AR-конструктора «Познавательная реальность»: предустановки готовых сцен для выбора окружения и инструменты создания контента

Интерфейс CityMapGenerator: городской ландшафт

Интерфейс CityMapGenerator: элементы транспортной системы

Виртуальная модель беспилотного автомобиля в симуляторе Gazebo

Интерфейс симулятора Gazebo с виртуальным окружением проекта. Исходная карта местности, имитирующая физическую среду с препятствиями для испытаний ПО модели

Интерфейс симулятора Gazebo с виртуальным окружением проекта. Результаты виртуальных испытаний алгоритмов SLAM (одновременной локализации и построения карты) и навигации: карта местности, построенная моделью беспилотного автомобиля с помощью данных лидара и блока построения карты после прохождения пути