Моделювання та дослідження інтеграції смарт-систем в лабораторії засобами віртуальної реальності

Автор: Оверко Оксана Олегівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні технології проектування
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Сучасні реалії висувають високі вимоги до підготовки фахівців у різних сферах, що зумовлює необхідність впровадження інноваційних технологій. Однією з ключових технологій є віртуальна реальність (VR), яка відкриває нові можливості для навчання, тренувань та взаємодії з реалістичними моделями. [1] Смарт-системи у контексті віртуальної реальності (VR) є одним із найбільш перспективних напрямків сучасних технологій, який дозволяє значно розширити можливості їх проєктування, тестування та інтеграції. [2] Віртуальна реальність забезпечує інтерактивне середовище, де можна моделювати роботу смарт-систем без необхідності фізичного встановлення обладнання, що дає змогу експериментувати з конфігураціями та функціоналом у безпечних і контрольованих умовах. Дослідження підтверджують, що завдяки інтерактивності, імерсивності та здатності відтворювати реалістичні сценарії, VR сприяє кращому засвоєнню матеріалу[3]. Аналіз, представлений у бібліотеці Інституту модернізації змісту освіти [4], підкреслює, що VR-технології є потужним засобом підготовки спеціалістів до реальних викликів професійної діяльності. Таким чином, VR-технології відкривають нові горизонти в адаптивному навчанні. Вони дозволяють адаптувати освітній процес до індивідуальних потреб студентів, забезпечують високий рівень концентрації завдяки повному зануренню та надають можливість отримувати практичний досвід без ризику шкоди для здоров’я чи майна, відтворюючи реалістичні або симульовані середовища. Об’єкт дослідження: процес інтеграції смарт-систем у технічне лабораторне середовище. Предмет дослідження: технології віртуальної реальності (VR) як інструмент для інтеграції та візуалізації функціонування смарт-систем у технічній лабораторії. Мета дослідження: створення інтерактивного VR-середовища для технічної лабораторії, яке забезпечує комфорт, автоматизацію процесів, безпеку та навчання користувачів у контрольованих умовах. Наукова новизна: Розроблено концепцію інтерактивного VR-середовища, що дозволяє моделювати принципи роботи смарт-систем та навчати користувачів їх використанню в реальних і аварійних умовах. Запропоновано підхід, який забезпечує взаємодію з віртуальними елементами, аналіз їхньої роботи та відпрацювання дій у надзвичайних ситуаціях. Результати роботи: Проведено аналіз сучасного стану технологій смарт-систем і VR. Реалізовано адаптивні сценарії, спрямовані на автоматизацію процесів, оптимізацію використання ресурсів та забезпечення ефективного реагування на змінні умови. Створено інтерактивну VR-лабораторію на базі гарнітури Meta Quest 2, яка може використовуватись для навчання, тестування технологій і моделювання сценаріїв. Практична цінність: Розроблене VR-рішення дозволяє підвищити ефективність навчання, знизити витрати на обладнання та створити безпечні умови для експериментів. Ключові слова: смарт-системи, віртуальна реальність (VR), технічна лабораторія, інтеграція, Unreal Engine 4, інтерактивне середовище, навчання, симуляція, моделювання. Перелік використаних літературних джерел: Sikora, Y. B., Yatsenko, O. I., & Pohrebniak, M. H. (2024). Virtual reality as a tool for adaptive learning in the digital educational environment. Academic Visions, (28). Retrieved from https://academy-vision.org/index.php/av/article/view/938 Kozyar, M. M., Kramarenko, I. S., & Yefimov, D. V. (2024). Methodological challenges and opportunities for implementing virtual reality in individualized learning. Bulletin of Science and Education, 2(20), 800–813. Retrieved from https://lib.iitta.gov.ua/id/eprint/739840/ Kozyar, M. M., Rud, A. V., & Tovt, B. M. (2024). The use of virtual reality in the professional training of future engineers. Pedagogical Academy: Scientific Notes, (13). Retrieved from https://pedagogical-academy.com/index.php/journal/article/view/444 Institute of Information Technologies and Learning Tools of NAPS of Ukraine, National Academy of Education named after I. Altynsarin, & Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan. (2021). Immersive technologies in education: Proceedings of the First Scientific and Practical Conference with International Participation. Kyiv: Institute of Information Technologies and Learning Tools of NAPS of Ukraine. Retrieved from https://lib.iitta.gov.ua/id/eprint/727353/