Система підтримки прийняття рішень для формування компетентностей в ІТ галузі із застосуванням технологій віртуальної та доповненої реальності
Автор: Скоренький Юрій Любомирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системи і методи прийняття рішень
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Метою кваліфікаційної роботи є системний аналіз проблем, які слід розв’язати для формування загальних та фахових компетентностей в IT галузі та розроблення структури системи підтримки прийняття рішень (СППР) щодо освітнього процесу у віртуальному навчальному середовищі за допомогою комплексу додатків віртуальної та доповненої реальності. Об’єктом дослідження є процеси прийняття рішень під час формування освітньої траєкторії, побудови та реалізації навчальних сценаріїв. Предметом дослідження є застосування технологій розширеної реальності для вдосконалення процесу здобуття фахових компетенцій в IT-галузі. В процесі дослідження використано методи системного аналізу та дослідження операцій а також методологію моделювання UML. Зроблено системний аналіз об’єкту дослідження, опис предметної області, змістовну постановку задачі та її формалізацію. Вказано, що наявність гнучкого механізму задоволення студентами їх потреби в чіткій професійній орієнтації відповідно до індивідуальних характеристик та актуальних вимог працедавців є способом реалізації стратегічної мети забезпечення високої якості освіти [1]. Показана необхідність забезпечити та візуалізувати зв’язок поточних рішень з майбутніми результатами, що допоможе прогнозувати наслідків та усвідомлено обирати альтернативні варіантів досягнення освітніх цілей, а також значний потенціал для впровадження засобів віртуальної та доповненої реальності не лише у професійні тренінги, а також у процес підготовки фахівців інформаційної галузі. На основі проведеного порівняльного аналізу з врахуванням специфіки інформаційної галузі розроблено структуру системи прийняття рішень [2], яка дозволить, з застосуванням методів віртуальної реальності, підвищити ефективність процесів прийняття рішень в розподілених навчальних середовищах. Для задачі визначення індивідуальної освітньої траекторії, яка забезпечить ефективний вибір варіативних складових та набуття фахових компетенцій, обрано метод аналітичної ієрархії. Побудовано модель модуля для підтримки прийняття рішень щодо вибору предметів варіативної складової та додаткових онлайн-курсів з використанням сценаріїв здобувачем вищої освіти. Створення основи для впровадження інструментів віртуальної (VR) та доповненої (AR) реальності у сценарії навчання [3] може забезпечити швидші та ефективніші методології для сертифікаційного навчання початківців, а також діючих ІТ-професіоналів. Спроектована СППР з застосуванням технологій розширеної реальності може бути застосована не лише для формування індивідуальної освітньої треєкторії, а також для прийняття рішень щодо вибору типів завдань, послідовності завдань, конкретних завдань та способів їх подання, оцінювання системою результатів виконання завдань, адаптивного тестування. Розроблено приклад навчального сценарію, який включає опис дій, їх порядок, зв’язки й послідовність, очікуваний результат в термінах формалізованих компетентностей. У процесі навчання СППР визначає стан (актуальний рівень знань та умінь) і пропонує набір цілей для досягнення. Діяльності можуть бути активовані залежно від вхідних сигналів (тригерів), відповідей студента та контенту, який потрібно візуалізувати за допомогою інструментів VR чи AR, та особливостей імітованого використання [4, 5]. СППР при цьому повинна працювати як модуль, що вирішує питання пріоритизації варіантів та узгодження виборів багатьох агентів, які одночасно взаємодіють шляхом телеприсутності. Для практичної реалізації VR-оточення було обрано рушій Unity, причому скрипти взаємодіють з компонентами об’єктів, які визначають поведінку об’єктів. Створення цифрових двійників відбувалося методом фотограмметрії з наступною обробкою в 3DF Zephyr. Досліджено можливість застосування технології Leap Motion Controller для реалізації жестового інтерфейсу. Проведено розрахунки витрат на розробку системи підтримки прийняття рішень із застосуванням засобів VR та AR для обгрунтування доцільності розробки інформаційної системи. Результати економічних обчислень показали, що дане проектне рішення має переваги в порівнянні з аналогами. Впровадження запропонованого підходу може вдосконалити методи викладання з використанням технологій загалом, сприяючи розвитку освітніх ресурсів, реалізованих у VR та AR (включаючи дистанційне навчання, комп’ютерне проектування), які забезпечать важелі впливу для багатьох інноваційних галузей, що забезпечить ефективну адаптацію до віддаленого режиму навчання та роботи. Для впровадження розробленої моделі вона потребує більшої конкретизації з врахуванням особливостей умов діяльності певного університету чи організації. Ключові слова: СИСТЕМА ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ, ВІРТУАЛЬНЕ НАВЧАЛЬНЕ СЕРЕДОВИЩЕ, КОМПЕТЕНТНОСТІ, ВІРТУАЛЬНА РЕАЛЬНІСТЬ, ДОПОВНЕНА РЕАЛЬНІСТЬ. Перелік використаних літературних джерел. 1. Бахрушин В. Є. Стандартизація вимог до вищої освіти, як інструмент забезпечення якості вищої освіти: рівні вищої освіти та предметні області Освітня аналітика України. 2020. № 2 (9). С. 50–66. 2. Литвин В.В., Шаховська Н.Б. Проектування інформаційних систем: навч. посібник. Львів: «Магнолія 2006», 2010. 352с. 3. Tomashevskiy V., Pohrebniuk I., Kunanets N., Pasichnyk V., Veretennikova N. Construction of Individual Learning Scenarios. In: Hu Z., Petoukhov S., Dychka I., He M. (eds) Advances in Computer Science for Engineering and Education III. ICCSEEA 2020. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2021. Vol 1247. P. 609–620. 4. Kramar O., Drohobytskiy Yu., Skorenkyy Yu., Rokitskyi O., Kunanets N., Pasichnyk V., Matsiuk O. Augmented Reality-assisted Cyber-Physical Systems of Smart University Campus. 2020 IEEE 15th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT). 2020. Vol. 2. P.309-313. 5. Bakhmut R., Kunanets N., Rzheuskyi A., Pasichnyk V., Kut V., Volkov O., Tsmots I. Formation of virtual tours with the use of augmented reality information technology. CEUR Workshop Proceedings. 2021. Vol. 2870. P. 1431–1443.